Merge branch 'sched/urgent' into sched/core, to pick up fixes before applying new...
[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 <pzijlstr@redhat.com>
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_avg(cfs_rq);
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_avg(cfs_rq);
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;
2690
2691         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_load_avg)) {
2692                 long 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         }
2696
2697         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_util_avg)) {
2698                 long r = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_util_avg, 0);
2699                 sa->util_avg = max_t(long, sa->util_avg - r, 0);
2700                 sa->util_sum = max_t(s32, sa->util_sum - r * LOAD_AVG_MAX, 0);
2701         }
2702
2703         decayed = __update_load_avg(now, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), sa,
2704                 scale_load_down(cfs_rq->load.weight), cfs_rq->curr != NULL, cfs_rq);
2705
2706 #ifndef CONFIG_64BIT
2707         smp_wmb();
2708         cfs_rq->load_last_update_time_copy = sa->last_update_time;
2709 #endif
2710
2711         return decayed;
2712 }
2713
2714 /* Update task and its cfs_rq load average */
2715 static inline void update_load_avg(struct sched_entity *se, int update_tg)
2716 {
2717         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2718         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
2719         int cpu = cpu_of(rq_of(cfs_rq));
2720
2721         /*
2722          * Track task load average for carrying it to new CPU after migrated, and
2723          * track group sched_entity load average for task_h_load calc in migration
2724          */
2725         __update_load_avg(now, cpu, &se->avg,
2726                           se->on_rq * scale_load_down(se->load.weight),
2727                           cfs_rq->curr == se, NULL);
2728
2729         if (update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq) && update_tg)
2730                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
2731 }
2732
2733 static void attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2734 {
2735         if (!sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD))
2736                 goto skip_aging;
2737
2738         /*
2739          * If we got migrated (either between CPUs or between cgroups) we'll
2740          * have aged the average right before clearing @last_update_time.
2741          */
2742         if (se->avg.last_update_time) {
2743                 __update_load_avg(cfs_rq->avg.last_update_time, cpu_of(rq_of(cfs_rq)),
2744                                   &se->avg, 0, 0, NULL);
2745
2746                 /*
2747                  * XXX: we could have just aged the entire load away if we've been
2748                  * absent from the fair class for too long.
2749                  */
2750         }
2751
2752 skip_aging:
2753         se->avg.last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
2754         cfs_rq->avg.load_avg += se->avg.load_avg;
2755         cfs_rq->avg.load_sum += se->avg.load_sum;
2756         cfs_rq->avg.util_avg += se->avg.util_avg;
2757         cfs_rq->avg.util_sum += se->avg.util_sum;
2758 }
2759
2760 static void detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2761 {
2762         __update_load_avg(cfs_rq->avg.last_update_time, cpu_of(rq_of(cfs_rq)),
2763                           &se->avg, se->on_rq * scale_load_down(se->load.weight),
2764                           cfs_rq->curr == se, NULL);
2765
2766         cfs_rq->avg.load_avg = max_t(long, cfs_rq->avg.load_avg - se->avg.load_avg, 0);
2767         cfs_rq->avg.load_sum = max_t(s64,  cfs_rq->avg.load_sum - se->avg.load_sum, 0);
2768         cfs_rq->avg.util_avg = max_t(long, cfs_rq->avg.util_avg - se->avg.util_avg, 0);
2769         cfs_rq->avg.util_sum = max_t(s32,  cfs_rq->avg.util_sum - se->avg.util_sum, 0);
2770 }
2771
2772 /* Add the load generated by se into cfs_rq's load average */
2773 static inline void
2774 enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2775 {
2776         struct sched_avg *sa = &se->avg;
2777         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
2778         int migrated, decayed;
2779
2780         migrated = !sa->last_update_time;
2781         if (!migrated) {
2782                 __update_load_avg(now, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), sa,
2783                         se->on_rq * scale_load_down(se->load.weight),
2784                         cfs_rq->curr == se, NULL);
2785         }
2786
2787         decayed = update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
2788
2789         cfs_rq->runnable_load_avg += sa->load_avg;
2790         cfs_rq->runnable_load_sum += sa->load_sum;
2791
2792         if (migrated)
2793                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
2794
2795         if (decayed || migrated)
2796                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
2797 }
2798
2799 /* Remove the runnable load generated by se from cfs_rq's runnable load average */
2800 static inline void
2801 dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2802 {
2803         update_load_avg(se, 1);
2804
2805         cfs_rq->runnable_load_avg =
2806                 max_t(long, cfs_rq->runnable_load_avg - se->avg.load_avg, 0);
2807         cfs_rq->runnable_load_sum =
2808                 max_t(s64,  cfs_rq->runnable_load_sum - se->avg.load_sum, 0);
2809 }
2810
2811 /*
2812  * Task first catches up with cfs_rq, and then subtract
2813  * itself from the cfs_rq (task must be off the queue now).
2814  */
2815 void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
2816 {
2817         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2818         u64 last_update_time;
2819
2820 #ifndef CONFIG_64BIT
2821         u64 last_update_time_copy;
2822
2823         do {
2824                 last_update_time_copy = cfs_rq->load_last_update_time_copy;
2825                 smp_rmb();
2826                 last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
2827         } while (last_update_time != last_update_time_copy);
2828 #else
2829         last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
2830 #endif
2831
2832         __update_load_avg(last_update_time, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), &se->avg, 0, 0, NULL);
2833         atomic_long_add(se->avg.load_avg, &cfs_rq->removed_load_avg);
2834         atomic_long_add(se->avg.util_avg, &cfs_rq->removed_util_avg);
2835 }
2836
2837 /*
2838  * Update the rq's load with the elapsed running time before entering
2839  * idle. if the last scheduled task is not a CFS task, idle_enter will
2840  * be the only way to update the runnable statistic.
2841  */
2842 void idle_enter_fair(struct rq *this_rq)
2843 {
2844 }
2845
2846 /*
2847  * Update the rq's load with the elapsed idle time before a task is
2848  * scheduled. if the newly scheduled task is not a CFS task, idle_exit will
2849  * be the only way to update the runnable statistic.
2850  */
2851 void idle_exit_fair(struct rq *this_rq)
2852 {
2853 }
2854
2855 static inline unsigned long cfs_rq_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
2856 {
2857         return cfs_rq->runnable_load_avg;
2858 }
2859
2860 static inline unsigned long cfs_rq_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
2861 {
2862         return cfs_rq->avg.load_avg;
2863 }
2864
2865 static int idle_balance(struct rq *this_rq);
2866
2867 #else /* CONFIG_SMP */
2868
2869 static inline void update_load_avg(struct sched_entity *se, int update_tg) {}
2870 static inline void
2871 enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
2872 static inline void
2873 dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
2874 static inline void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se) {}
2875
2876 static inline void
2877 attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
2878 static inline void
2879 detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
2880
2881 static inline int idle_balance(struct rq *rq)
2882 {
2883         return 0;
2884 }
2885
2886 #endif /* CONFIG_SMP */
2887
2888 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2889 {
2890 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2891         struct task_struct *tsk = NULL;
2892
2893         if (entity_is_task(se))
2894                 tsk = task_of(se);
2895
2896         if (se->statistics.sleep_start) {
2897                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.sleep_start;
2898
2899                 if ((s64)delta < 0)
2900                         delta = 0;
2901
2902                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
2903                         se->statistics.sleep_max = delta;
2904
2905                 se->statistics.sleep_start = 0;
2906                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2907
2908                 if (tsk) {
2909                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
2910                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
2911                 }
2912         }
2913         if (se->statistics.block_start) {
2914                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.block_start;
2915
2916                 if ((s64)delta < 0)
2917                         delta = 0;
2918
2919                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
2920                         se->statistics.block_max = delta;
2921
2922                 se->statistics.block_start = 0;
2923                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2924
2925                 if (tsk) {
2926                         if (tsk->in_iowait) {
2927                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
2928                                 se->statistics.iowait_count++;
2929                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
2930                         }
2931
2932                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
2933
2934                         /*
2935                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
2936                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
2937                          * amount of time that the task spent sleeping:
2938                          */
2939                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
2940                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
2941                                                 (void *)get_wchan(tsk),
2942                                                 delta >> 20);
2943                         }
2944                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
2945                 }
2946         }
2947 #endif
2948 }
2949
2950 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2951 {
2952 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2953         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
2954
2955         if (d < 0)
2956                 d = -d;
2957
2958         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
2959                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
2960 #endif
2961 }
2962
2963 static void
2964 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
2965 {
2966         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
2967
2968         /*
2969          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
2970          * however the extra weight of the new task will slow them down a
2971          * little, place the new task so that it fits in the slot that
2972          * stays open at the end.
2973          */
2974         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
2975                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
2976
2977         /* sleeps up to a single latency don't count. */
2978         if (!initial) {
2979                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
2980
2981                 /*
2982                  * Halve their sleep time's effect, to allow
2983                  * for a gentler effect of sleepers:
2984                  */
2985                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
2986                         thresh >>= 1;
2987
2988                 vruntime -= thresh;
2989         }
2990
2991         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
2992         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
2993 }
2994
2995 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
2996
2997 static void
2998 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
2999 {
3000         /*
3001          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
3002          * through calling update_curr().
3003          */
3004         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
3005                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
3006
3007         /*
3008          * Update run-time statistics of the 'current'.
3009          */
3010         update_curr(cfs_rq);
3011         enqueue_entity_load_avg(cfs_rq, se);
3012         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
3013         update_cfs_shares(cfs_rq);
3014
3015         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
3016                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
3017                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
3018         }
3019
3020         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
3021         check_spread(cfs_rq, se);
3022         if (se != cfs_rq->curr)
3023                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
3024         se->on_rq = 1;
3025
3026         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
3027                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
3028                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
3029         }
3030 }
3031
3032 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
3033 {
3034         for_each_sched_entity(se) {
3035                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3036                 if (cfs_rq->last != se)
3037                         break;
3038
3039                 cfs_rq->last = NULL;
3040         }
3041 }
3042
3043 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
3044 {
3045         for_each_sched_entity(se) {
3046                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3047                 if (cfs_rq->next != se)
3048                         break;
3049
3050                 cfs_rq->next = NULL;
3051         }
3052 }
3053
3054 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
3055 {
3056         for_each_sched_entity(se) {
3057                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3058                 if (cfs_rq->skip != se)
3059                         break;
3060
3061                 cfs_rq->skip = NULL;
3062         }
3063 }
3064
3065 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3066 {
3067         if (cfs_rq->last == se)
3068                 __clear_buddies_last(se);
3069
3070         if (cfs_rq->next == se)
3071                 __clear_buddies_next(se);
3072
3073         if (cfs_rq->skip == se)
3074                 __clear_buddies_skip(se);
3075 }
3076
3077 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3078
3079 static void
3080 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3081 {
3082         /*
3083          * Update run-time statistics of the 'current'.
3084          */
3085         update_curr(cfs_rq);
3086         dequeue_entity_load_avg(cfs_rq, se);
3087
3088         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
3089         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
3090 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3091                 if (entity_is_task(se)) {
3092                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
3093
3094                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
3095                                 se->statistics.sleep_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
3096                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
3097                                 se->statistics.block_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
3098                 }
3099 #endif
3100         }
3101
3102         clear_buddies(cfs_rq, se);
3103
3104         if (se != cfs_rq->curr)
3105                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3106         se->on_rq = 0;
3107         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
3108
3109         /*
3110          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
3111          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
3112          * movement in our normalized position.
3113          */
3114         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
3115                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
3116
3117         /* return excess runtime on last dequeue */
3118         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3119
3120         update_min_vruntime(cfs_rq);
3121         update_cfs_shares(cfs_rq);
3122 }
3123
3124 /*
3125  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
3126  */
3127 static void
3128 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
3129 {
3130         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
3131         struct sched_entity *se;
3132         s64 delta;
3133
3134         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
3135         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
3136         if (delta_exec > ideal_runtime) {
3137                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3138                 /*
3139                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
3140                  * re-elected due to buddy favours.
3141                  */
3142                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
3143                 return;
3144         }
3145
3146         /*
3147          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
3148          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
3149          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
3150          */
3151         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
3152                 return;
3153
3154         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
3155         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
3156
3157         if (delta < 0)
3158                 return;
3159
3160         if (delta > ideal_runtime)
3161                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3162 }
3163
3164 static void
3165 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3166 {
3167         /* 'current' is not kept within the tree. */
3168         if (se->on_rq) {
3169                 /*
3170                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
3171                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
3172                  * runqueue.
3173                  */
3174                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
3175                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3176                 update_load_avg(se, 1);
3177         }
3178
3179         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
3180         cfs_rq->curr = se;
3181 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3182         /*
3183          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
3184          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
3185          * when there are only lesser-weight tasks around):
3186          */
3187         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
3188                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
3189                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
3190         }
3191 #endif
3192         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
3193 }
3194
3195 static int
3196 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
3197
3198 /*
3199  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
3200  * 1) keep things fair between processes/task groups
3201  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
3202  * 3) pick the "last" process, for cache locality
3203  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
3204  */
3205 static struct sched_entity *
3206 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
3207 {
3208         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
3209         struct sched_entity *se;
3210
3211         /*
3212          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
3213          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
3214          */
3215         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
3216                 left = curr;
3217
3218         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
3219
3220         /*
3221          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
3222          * be done without getting too unfair.
3223          */
3224         if (cfs_rq->skip == se) {
3225                 struct sched_entity *second;
3226
3227                 if (se == curr) {
3228                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
3229                 } else {
3230                         second = __pick_next_entity(se);
3231                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
3232                                 second = curr;
3233                 }
3234
3235                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
3236                         se = second;
3237         }
3238
3239         /*
3240          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
3241          */
3242         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
3243                 se = cfs_rq->last;
3244
3245         /*
3246          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
3247          */
3248         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
3249                 se = cfs_rq->next;
3250
3251         clear_buddies(cfs_rq, se);
3252
3253         return se;
3254 }
3255
3256 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3257
3258 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
3259 {
3260         /*
3261          * If still on the runqueue then deactivate_task()
3262          * was not called and update_curr() has to be done:
3263          */
3264         if (prev->on_rq)
3265                 update_curr(cfs_rq);
3266
3267         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
3268         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3269
3270         check_spread(cfs_rq, prev);
3271         if (prev->on_rq) {
3272                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
3273                 /* Put 'current' back into the tree. */
3274                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
3275                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
3276                 update_load_avg(prev, 0);
3277         }
3278         cfs_rq->curr = NULL;
3279 }
3280
3281 static void
3282 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
3283 {
3284         /*
3285          * Update run-time statistics of the 'current'.
3286          */
3287         update_curr(cfs_rq);
3288
3289         /*
3290          * Ensure that runnable average is periodically updated.
3291          */
3292         update_load_avg(curr, 1);
3293         update_cfs_shares(cfs_rq);
3294
3295 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
3296         /*
3297          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
3298          * validating it and just reschedule.
3299          */
3300         if (queued) {
3301                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3302                 return;
3303         }
3304         /*
3305          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
3306          */
3307         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
3308                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
3309                 return;
3310 #endif
3311
3312         if (cfs_rq->nr_running > 1)
3313                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
3314 }
3315
3316
3317 /**************************************************
3318  * CFS bandwidth control machinery
3319  */
3320
3321 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
3322
3323 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
3324 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
3325
3326 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
3327 {
3328         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
3329 }
3330
3331 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
3332 {
3333         static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
3334 }
3335
3336 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
3337 {
3338         static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
3339 }
3340 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
3341 static bool cfs_bandwidth_used(void)
3342 {
3343         return true;
3344 }
3345
3346 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
3347 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
3348 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
3349
3350 /*
3351  * default period for cfs group bandwidth.
3352  * default: 0.1s, units: nanoseconds
3353  */
3354 static inline u64 default_cfs_period(void)
3355 {
3356         return 100000000ULL;
3357 }
3358
3359 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
3360 {
3361         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
3362 }
3363
3364 /*
3365  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
3366  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
3367  * additional synchronization around rq->lock.
3368  *
3369  * requires cfs_b->lock
3370  */
3371 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3372 {
3373         u64 now;
3374
3375         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3376                 return;
3377
3378         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
3379         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
3380         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
3381 }
3382
3383 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
3384 {
3385         return &tg->cfs_bandwidth;
3386 }
3387
3388 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
3389 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
3390 {
3391         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
3392                 return cfs_rq->throttled_clock_task;
3393
3394         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
3395 }
3396
3397 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
3398 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3399 {
3400         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
3401         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
3402         u64 amount = 0, min_amount, expires;
3403
3404         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
3405         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
3406
3407         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3408         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3409                 amount = min_amount;
3410         else {
3411                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
3412
3413                 if (cfs_b->runtime > 0) {
3414                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
3415                         cfs_b->runtime -= amount;
3416                         cfs_b->idle = 0;
3417                 }
3418         }
3419         expires = cfs_b->runtime_expires;
3420         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3421
3422         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
3423         /*
3424          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
3425          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
3426          * issued.
3427          */
3428         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
3429                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3430
3431         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
3432 }
3433
3434 /*
3435  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
3436  * fact that rq->clock snapshots this value.
3437  */
3438 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3439 {
3440         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3441
3442         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
3443         if (likely((s64)(rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
3444                 return;
3445
3446         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
3447                 return;
3448
3449         /*
3450          * If the local deadline has passed we have to consider the
3451          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
3452          * has not truly expired.
3453          *
3454          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
3455          * whether the global deadline has advanced. It is valid to compare
3456          * cfs_b->runtime_expires without any locks since we only care about
3457          * exact equality, so a partial write will still work.
3458          */
3459
3460         if (cfs_rq->runtime_expires != cfs_b->runtime_expires) {
3461                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
3462                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
3463         } else {
3464                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
3465                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
3466         }
3467 }
3468
3469 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3470 {
3471         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
3472         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
3473         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3474
3475         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3476                 return;
3477
3478         /*
3479          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
3480          * hierarchy can be throttled
3481          */
3482         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
3483                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3484 }
3485
3486 static __always_inline
3487 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3488 {
3489         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
3490                 return;
3491
3492         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
3493 }
3494
3495 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
3496 {
3497         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
3498 }
3499
3500 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
3501 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
3502 {
3503         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
3504 }
3505
3506 /*
3507  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
3508  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
3509  * load-balance operations.
3510  */
3511 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
3512                                     int src_cpu, int dest_cpu)
3513 {
3514         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
3515
3516         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
3517         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
3518
3519         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
3520                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
3521 }
3522
3523 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
3524 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
3525 {
3526         struct rq *rq = data;
3527         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3528
3529         cfs_rq->throttle_count--;
3530 #ifdef CONFIG_SMP
3531         if (!cfs_rq->throttle_count) {
3532                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
3533                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
3534                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
3535         }
3536 #endif
3537
3538         return 0;
3539 }
3540
3541 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
3542 {
3543         struct rq *rq = data;
3544         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3545
3546         /* group is entering throttled state, stop time */
3547         if (!cfs_rq->throttle_count)
3548                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
3549         cfs_rq->throttle_count++;
3550
3551         return 0;
3552 }
3553
3554 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3555 {
3556         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3557         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3558         struct sched_entity *se;
3559         long task_delta, dequeue = 1;
3560         bool empty;
3561
3562         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
3563
3564         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
3565         rcu_read_lock();
3566         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
3567         rcu_read_unlock();
3568
3569         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3570         for_each_sched_entity(se) {
3571                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
3572                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
3573                 if (!se->on_rq)
3574                         break;
3575
3576                 if (dequeue)
3577                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
3578                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
3579
3580                 if (qcfs_rq->load.weight)
3581                         dequeue = 0;
3582         }
3583
3584         if (!se)
3585                 sub_nr_running(rq, task_delta);
3586
3587         cfs_rq->throttled = 1;
3588         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
3589         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3590         empty = list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3591
3592         /*
3593          * Add to the _head_ of the list, so that an already-started
3594          * distribute_cfs_runtime will not see us
3595          */
3596         list_add_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
3597
3598         /*
3599          * If we're the first throttled task, make sure the bandwidth
3600          * timer is running.
3601          */
3602         if (empty)
3603                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
3604
3605         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3606 }
3607
3608 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3609 {
3610         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3611         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3612         struct sched_entity *se;
3613         int enqueue = 1;
3614         long task_delta;
3615
3616         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
3617
3618         cfs_rq->throttled = 0;
3619
3620         update_rq_clock(rq);
3621
3622         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3623         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
3624         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
3625         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3626
3627         /* update hierarchical throttle state */
3628         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
3629
3630         if (!cfs_rq->load.weight)
3631                 return;
3632
3633         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3634         for_each_sched_entity(se) {
3635                 if (se->on_rq)
3636                         enqueue = 0;
3637
3638                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3639                 if (enqueue)
3640                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
3641                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
3642
3643                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3644                         break;
3645         }
3646
3647         if (!se)
3648                 add_nr_running(rq, task_delta);
3649
3650         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
3651         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
3652                 resched_curr(rq);
3653 }
3654
3655 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
3656                 u64 remaining, u64 expires)
3657 {
3658         struct cfs_rq *cfs_rq;
3659         u64 runtime;
3660         u64 starting_runtime = remaining;
3661
3662         rcu_read_lock();
3663         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
3664                                 throttled_list) {
3665                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3666
3667                 raw_spin_lock(&rq->lock);
3668                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3669                         goto next;
3670
3671                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
3672                 if (runtime > remaining)
3673                         runtime = remaining;
3674                 remaining -= runtime;
3675
3676                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
3677                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3678
3679                 /* we check whether we're throttled above */
3680                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
3681                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3682
3683 next:
3684                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
3685
3686                 if (!remaining)
3687                         break;
3688         }
3689         rcu_read_unlock();
3690
3691         return starting_runtime - remaining;
3692 }
3693
3694 /*
3695  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
3696  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
3697  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
3698  * used to track this state.
3699  */
3700 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
3701 {
3702         u64 runtime, runtime_expires;
3703         int throttled;
3704
3705         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
3706         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3707                 goto out_deactivate;
3708
3709         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3710         cfs_b->nr_periods += overrun;
3711
3712         /*
3713          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
3714          * we're going inactive then everything else can be deferred
3715          */
3716         if (cfs_b->idle && !throttled)
3717                 goto out_deactivate;
3718
3719         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
3720
3721         if (!throttled) {
3722                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
3723                 cfs_b->idle = 1;
3724                 return 0;
3725         }
3726
3727         /* account preceding periods in which throttling occurred */
3728         cfs_b->nr_throttled += overrun;
3729
3730         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
3731
3732         /*
3733          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth while
3734          * we unthrottle. This can potentially race with an unthrottled group
3735          * trying to acquire new bandwidth from the global pool. This can result
3736          * in us over-using our runtime if it is all used during this loop, but
3737          * only by limited amounts in that extreme case.
3738          */
3739         while (throttled && cfs_b->runtime > 0) {
3740                 runtime = cfs_b->runtime;
3741                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3742                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
3743                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
3744                                                  runtime_expires);
3745                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3746
3747                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3748
3749                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
3750         }
3751
3752         /*
3753          * While we are ensured activity in the period following an
3754          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
3755          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
3756          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
3757          */
3758         cfs_b->idle = 0;
3759
3760         return 0;
3761
3762 out_deactivate:
3763         return 1;
3764 }
3765
3766 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
3767 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
3768 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
3769 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
3770 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
3771 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
3772
3773 /*
3774  * Are we near the end of the current quota period?
3775  *
3776  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
3777  * hrtimer base being cleared by hrtimer_start. In the case of
3778  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
3779  */
3780 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
3781 {
3782         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
3783         u64 remaining;
3784
3785         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
3786         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
3787                 return 1;
3788
3789         /* is a quota refresh about to occur? */
3790         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
3791         if (remaining < min_expire)
3792                 return 1;
3793
3794         return 0;
3795 }
3796
3797 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3798 {
3799         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
3800
3801         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
3802         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
3803                 return;
3804
3805         hrtimer_start(&cfs_b->slack_timer,
3806                         ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period),
3807                         HRTIMER_MODE_REL);
3808 }
3809
3810 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
3811 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3812 {
3813         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3814         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
3815
3816         if (slack_runtime <= 0)
3817                 return;
3818
3819         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3820         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
3821             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
3822                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
3823
3824                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
3825                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
3826                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
3827                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
3828         }
3829         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3830
3831         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
3832         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
3833 }
3834
3835 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3836 {
3837         if (!cfs_bandwidth_used())
3838                 return;
3839
3840         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
3841                 return;
3842
3843         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3844 }
3845
3846 /*
3847  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
3848  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
3849  */
3850 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3851 {
3852         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
3853         u64 expires;
3854
3855         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
3856         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3857         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
3858                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3859                 return;
3860         }
3861
3862         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice)
3863                 runtime = cfs_b->runtime;
3864
3865         expires = cfs_b->runtime_expires;
3866         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3867
3868         if (!runtime)
3869                 return;
3870
3871         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
3872
3873         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3874         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
3875                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
3876         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3877 }
3878
3879 /*
3880  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
3881  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
3882  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
3883  */
3884 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
3885 {
3886         if (!cfs_bandwidth_used())
3887                 return;
3888
3889         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
3890         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
3891                 return;
3892
3893         /* ensure the group is not already throttled */
3894         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3895                 return;
3896
3897         /* update runtime allocation */
3898         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
3899         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
3900                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3901 }
3902
3903 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
3904 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3905 {
3906         if (!cfs_bandwidth_used())
3907                 return false;
3908
3909         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3910                 return false;
3911
3912         /*
3913          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
3914          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
3915          */
3916         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3917                 return true;
3918
3919         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3920         return true;
3921 }
3922
3923 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
3924 {
3925         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3926                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
3927
3928         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
3929
3930         return HRTIMER_NORESTART;
3931 }
3932
3933 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
3934 {
3935         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3936                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
3937         int overrun;
3938         int idle = 0;
3939
3940         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3941         for (;;) {
3942                 overrun = hrtimer_forward_now(timer, cfs_b->period);
3943                 if (!overrun)
3944                         break;
3945
3946                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
3947         }
3948         if (idle)
3949                 cfs_b->period_active = 0;
3950         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3951
3952         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
3953 }
3954
3955 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3956 {
3957         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
3958         cfs_b->runtime = 0;
3959         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
3960         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
3961
3962         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3963         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
3964         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
3965         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3966         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
3967 }
3968
3969 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3970 {
3971         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
3972         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
3973 }
3974
3975 void start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3976 {
3977         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
3978
3979         if (!cfs_b->period_active) {
3980                 cfs_b->period_active = 1;
3981                 hrtimer_forward_now(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
3982                 hrtimer_start_expires(&cfs_b->period_timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
3983         }
3984 }
3985
3986 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3987 {
3988         /* init_cfs_bandwidth() was not called */
3989         if (!cfs_b->throttled_cfs_rq.next)
3990                 return;
3991
3992         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
3993         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
3994 }
3995
3996 static void __maybe_unused update_runtime_enabled(struct rq *rq)
3997 {
3998         struct cfs_rq *cfs_rq;
3999
4000         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
4001                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &cfs_rq->tg->cfs_bandwidth;
4002
4003                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4004                 cfs_rq->runtime_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
4005                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4006         }
4007 }
4008
4009 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
4010 {
4011         struct cfs_rq *cfs_rq;
4012
4013         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
4014                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
4015                         continue;
4016
4017                 /*
4018                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
4019                  * there's some valid quota amount
4020                  */
4021                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
4022                 /*
4023                  * Offline rq is schedulable till cpu is completely disabled
4024                  * in take_cpu_down(), so we prevent new cfs throttling here.
4025                  */
4026                 cfs_rq->runtime_enabled = 0;
4027
4028                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4029                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
4030         }
4031 }
4032
4033 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
4034 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
4035 {
4036         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
4037 }
4038
4039 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
4040 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
4041 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4042 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4043
4044 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
4045 {
4046         return 0;
4047 }
4048
4049 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
4050 {
4051         return 0;
4052 }
4053
4054 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
4055                                     int src_cpu, int dest_cpu)
4056 {
4057         return 0;
4058 }
4059
4060 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
4061
4062 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4063 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4064 #endif
4065
4066 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
4067 {
4068         return NULL;
4069 }
4070 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
4071 static inline void update_runtime_enabled(struct rq *rq) {}
4072 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
4073
4074 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
4075
4076 /**************************************************
4077  * CFS operations on tasks:
4078  */
4079
4080 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
4081 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4082 {
4083         struct sched_entity *se = &p->se;
4084         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4085
4086         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
4087
4088         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
4089                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
4090                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
4091                 s64 delta = slice - ran;
4092
4093                 if (delta < 0) {
4094                         if (rq->curr == p)
4095                                 resched_curr(rq);
4096                         return;
4097                 }
4098                 hrtick_start(rq, delta);
4099         }
4100 }
4101
4102 /*
4103  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
4104  * current task is from our class and nr_running is low enough
4105  * to matter.
4106  */
4107 static void hrtick_update(struct rq *rq)
4108 {
4109         struct task_struct *curr = rq->curr;
4110
4111         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
4112                 return;
4113
4114         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
4115                 hrtick_start_fair(rq, curr);
4116 }
4117 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
4118 static inline void
4119 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4120 {
4121 }
4122
4123 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
4124 {
4125 }
4126 #endif
4127
4128 /*
4129  * The enqueue_task method is called before nr_running is
4130  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
4131  * then put the task into the rbtree:
4132  */
4133 static void
4134 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
4135 {
4136         struct cfs_rq *cfs_rq;
4137         struct sched_entity *se = &p->se;
4138
4139         for_each_sched_entity(se) {
4140                 if (se->on_rq)
4141                         break;
4142                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4143                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
4144
4145                 /*
4146                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
4147                  *
4148                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
4149                  * post the final h_nr_running increment below.
4150                 */
4151                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4152                         break;
4153                 cfs_rq->h_nr_running++;
4154
4155                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
4156         }
4157
4158         for_each_sched_entity(se) {
4159                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4160                 cfs_rq->h_nr_running++;
4161
4162                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4163                         break;
4164
4165                 update_load_avg(se, 1);
4166                 update_cfs_shares(cfs_rq);
4167         }
4168
4169         if (!se)
4170                 add_nr_running(rq, 1);
4171
4172         hrtick_update(rq);
4173 }
4174
4175 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
4176
4177 /*
4178  * The dequeue_task method is called before nr_running is
4179  * decreased. We remove the task from the rbtree and
4180  * update the fair scheduling stats:
4181  */
4182 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
4183 {
4184         struct cfs_rq *cfs_rq;
4185         struct sched_entity *se = &p->se;
4186         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
4187
4188         for_each_sched_entity(se) {
4189                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4190                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
4191
4192                 /*
4193                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
4194                  *
4195                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
4196                  * post the final h_nr_running decrement below.
4197                 */
4198                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4199                         break;
4200                 cfs_rq->h_nr_running--;
4201
4202                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
4203                 if (cfs_rq->load.weight) {
4204                         /*
4205                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
4206                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
4207                          */
4208                         if (task_sleep && parent_entity(se))
4209                                 set_next_buddy(parent_entity(se));
4210
4211                         /* avoid re-evaluating load for this entity */
4212                         se = parent_entity(se);
4213                         break;
4214                 }
4215                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
4216         }
4217
4218         for_each_sched_entity(se) {
4219                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4220                 cfs_rq->h_nr_running--;
4221
4222                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4223                         break;
4224
4225                 update_load_avg(se, 1);
4226                 update_cfs_shares(cfs_rq);
4227         }
4228
4229         if (!se)
4230                 sub_nr_running(rq, 1);
4231
4232         hrtick_update(rq);
4233 }
4234
4235 #ifdef CONFIG_SMP
4236
4237 /*
4238  * per rq 'load' arrray crap; XXX kill this.
4239  */
4240
4241 /*
4242  * The exact cpuload at various idx values, calculated at every tick would be
4243  * load = (2^idx - 1) / 2^idx * load + 1 / 2^idx * cur_load
4244  *
4245  * If a cpu misses updates for n-1 ticks (as it was idle) and update gets called
4246  * on nth tick when cpu may be busy, then we have:
4247  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
4248  * load = (2^idx - 1) / 2^idx) * load + 1 / 2^idx * cur_load
4249  *
4250  * decay_load_missed() below does efficient calculation of
4251  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
4252  * avoiding 0..n-1 loop doing load = ((2^idx - 1) / 2^idx) * load
4253  *
4254  * The calculation is approximated on a 128 point scale.
4255  * degrade_zero_ticks is the number of ticks after which load at any
4256  * particular idx is approximated to be zero.
4257  * degrade_factor is a precomputed table, a row for each load idx.
4258  * Each column corresponds to degradation factor for a power of two ticks,
4259  * based on 128 point scale.
4260  * Example:
4261  * row 2, col 3 (=12) says that the degradation at load idx 2 after
4262  * 8 ticks is 12/128 (which is an approximation of exact factor 3^8/4^8).
4263  *
4264  * With this power of 2 load factors, we can degrade the load n times
4265  * by looking at 1 bits in n and doing as many mult/shift instead of
4266  * n mult/shifts needed by the exact degradation.
4267  */
4268 #define DEGRADE_SHIFT           7
4269 static const unsigned char
4270                 degrade_zero_ticks[CPU_LOAD_IDX_MAX] = {0, 8, 32, 64, 128};
4271 static const unsigned char
4272                 degrade_factor[CPU_LOAD_IDX_MAX][DEGRADE_SHIFT + 1] = {
4273                                         {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
4274                                         {64, 32, 8, 0, 0, 0, 0, 0},
4275                                         {96, 72, 40, 12, 1, 0, 0},
4276                                         {112, 98, 75, 43, 15, 1, 0},
4277                                         {120, 112, 98, 76, 45, 16, 2} };
4278
4279 /*
4280  * Update cpu_load for any missed ticks, due to tickless idle. The backlog
4281  * would be when CPU is idle and so we just decay the old load without
4282  * adding any new load.
4283  */
4284 static unsigned long
4285 decay_load_missed(unsigned long load, unsigned long missed_updates, int idx)
4286 {
4287         int j = 0;
4288
4289         if (!missed_updates)
4290                 return load;
4291
4292         if (missed_updates >= degrade_zero_ticks[idx])
4293                 return 0;
4294
4295         if (idx == 1)
4296                 return load >> missed_updates;
4297
4298         while (missed_updates) {
4299                 if (missed_updates % 2)
4300                         load = (load * degrade_factor[idx][j]) >> DEGRADE_SHIFT;
4301
4302                 missed_updates >>= 1;
4303                 j++;
4304         }
4305         return load;
4306 }
4307
4308 /*
4309  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
4310  * scheduler tick (TICK_NSEC). With tickless idle this will not be called
4311  * every tick. We fix it up based on jiffies.
4312  */
4313 static void __update_cpu_load(struct rq *this_rq, unsigned long this_load,
4314                               unsigned long pending_updates)
4315 {
4316         int i, scale;
4317
4318         this_rq->nr_load_updates++;
4319
4320         /* Update our load: */
4321         this_rq->cpu_load[0] = this_load; /* Fasttrack for idx 0 */
4322         for (i = 1, scale = 2; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
4323                 unsigned long old_load, new_load;
4324
4325                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
4326
4327                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
4328                 old_load = decay_load_missed(old_load, pending_updates - 1, i);
4329                 new_load = this_load;
4330                 /*
4331                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
4332                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
4333                  * example.
4334                  */
4335                 if (new_load > old_load)
4336                         new_load += scale - 1;
4337
4338                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load * (scale - 1) + new_load) >> i;
4339         }
4340
4341         sched_avg_update(this_rq);
4342 }
4343
4344 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
4345 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
4346 {
4347         return cfs_rq_runnable_load_avg(&cpu_rq(cpu)->cfs);
4348 }
4349
4350 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
4351 /*
4352  * There is no sane way to deal with nohz on smp when using jiffies because the
4353  * cpu doing the jiffies update might drift wrt the cpu doing the jiffy reading
4354  * causing off-by-one errors in observed deltas; {0,2} instead of {1,1}.
4355  *
4356  * Therefore we cannot use the delta approach from the regular tick since that
4357  * would seriously skew the load calculation. However we'll make do for those
4358  * updates happening while idle (nohz_idle_balance) or coming out of idle
4359  * (tick_nohz_idle_exit).
4360  *
4361  * This means we might still be one tick off for nohz periods.
4362  */
4363
4364 /*
4365  * Called from nohz_idle_balance() to update the load ratings before doing the
4366  * idle balance.
4367  */
4368 static void update_idle_cpu_load(struct rq *this_rq)
4369 {
4370         unsigned long curr_jiffies = READ_ONCE(jiffies);
4371         unsigned long load = weighted_cpuload(cpu_of(this_rq));
4372         unsigned long pending_updates;
4373
4374         /*
4375          * bail if there's load or we're actually up-to-date.
4376          */
4377         if (load || curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
4378                 return;
4379
4380         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
4381         this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
4382
4383         __update_cpu_load(this_rq, load, pending_updates);
4384 }
4385
4386 /*
4387  * Called from tick_nohz_idle_exit() -- try and fix up the ticks we missed.
4388  */
4389 void update_cpu_load_nohz(void)
4390 {
4391         struct rq *this_rq = this_rq();
4392         unsigned long curr_jiffies = READ_ONCE(jiffies);
4393         unsigned long pending_updates;
4394
4395         if (curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
4396                 return;
4397
4398         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
4399         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
4400         if (pending_updates) {
4401                 this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
4402                 /*
4403                  * We were idle, this means load 0, the current load might be
4404                  * !0 due to remote wakeups and the sort.
4405                  */
4406                 __update_cpu_load(this_rq, 0, pending_updates);
4407         }
4408         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
4409 }
4410 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
4411
4412 /*
4413  * Called from scheduler_tick()
4414  */
4415 void update_cpu_load_active(struct rq *this_rq)
4416 {
4417         unsigned long load = weighted_cpuload(cpu_of(this_rq));
4418         /*
4419          * See the mess around update_idle_cpu_load() / update_cpu_load_nohz().
4420          */
4421         this_rq->last_load_update_tick = jiffies;
4422         __update_cpu_load(this_rq, load, 1);
4423 }
4424
4425 /*
4426  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
4427  * according to the scheduling class and "nice" value.
4428  *
4429  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
4430  * balance conservatively.
4431  */
4432 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
4433 {
4434         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4435         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
4436
4437         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
4438                 return total;
4439
4440         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
4441 }
4442
4443 /*
4444  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
4445  * according to the scheduling class and "nice" value.
4446  */
4447 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
4448 {
4449         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4450         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
4451
4452         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
4453                 return total;
4454
4455         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
4456 }
4457
4458 static unsigned long capacity_of(int cpu)
4459 {
4460         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity;
4461 }
4462
4463 static unsigned long capacity_orig_of(int cpu)
4464 {
4465         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig;
4466 }
4467
4468 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
4469 {
4470         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4471         unsigned long nr_running = READ_ONCE(rq->cfs.h_nr_running);
4472         unsigned long load_avg = weighted_cpuload(cpu);
4473
4474         if (nr_running)
4475                 return load_avg / nr_running;
4476
4477         return 0;
4478 }
4479
4480 static void record_wakee(struct task_struct *p)
4481 {
4482         /*
4483          * Rough decay (wiping) for cost saving, don't worry
4484          * about the boundary, really active task won't care
4485          * about the loss.
4486          */
4487         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
4488                 current->wakee_flips >>= 1;
4489                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
4490         }
4491
4492         if (current->last_wakee != p) {
4493                 current->last_wakee = p;
4494                 current->wakee_flips++;
4495         }
4496 }
4497
4498 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
4499 {
4500         struct sched_entity *se = &p->se;
4501         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4502         u64 min_vruntime;
4503
4504 #ifndef CONFIG_64BIT
4505         u64 min_vruntime_copy;
4506
4507         do {
4508                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
4509                 smp_rmb();
4510                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4511         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
4512 #else
4513         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4514 #endif
4515
4516         se->vruntime -= min_vruntime;
4517         record_wakee(p);
4518 }
4519
4520 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4521 /*
4522  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
4523  *
4524  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
4525  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
4526  * can calculate the shift in shares.
4527  *
4528  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
4529  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
4530  * total group weight.
4531  *
4532  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
4533  * distribution (s_i) using:
4534  *
4535  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
4536  *
4537  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
4538  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
4539  * shares distribution (s_i):
4540  *
4541  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
4542  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
4543  *
4544  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
4545  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
4546  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
4547  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
4548  *
4549  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
4550  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
4551  *
4552  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
4553  *
4554  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
4555  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
4556  * weight and shares distributions like:
4557  *
4558  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
4559  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
4560  *
4561  * We can then compute the difference in effective weight by using:
4562  *
4563  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
4564  *
4565  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
4566  *
4567  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
4568  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
4569  * 4/7) times the weight of the group.
4570  */
4571 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4572 {
4573         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
4574
4575         if (!tg->parent)        /* the trivial, non-cgroup case */
4576                 return wl;
4577
4578         for_each_sched_entity(se) {
4579                 long w, W;
4580
4581                 tg = se->my_q->tg;
4582
4583                 /*
4584                  * W = @wg + \Sum rw_j
4585                  */
4586                 W = wg + calc_tg_weight(tg, se->my_q);
4587
4588                 /*
4589                  * w = rw_i + @wl
4590                  */
4591                 w = cfs_rq_load_avg(se->my_q) + wl;
4592
4593                 /*
4594                  * wl = S * s'_i; see (2)
4595                  */
4596                 if (W > 0 && w < W)
4597                         wl = (w * (long)tg->shares) / W;
4598                 else
4599                         wl = tg->shares;
4600
4601                 /*
4602                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
4603                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
4604                  * calc_cfs_shares().
4605                  */
4606                 if (wl < MIN_SHARES)
4607                         wl = MIN_SHARES;
4608
4609                 /*
4610                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
4611                  */
4612                 wl -= se->avg.load_avg;
4613
4614                 /*
4615                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
4616                  * the final effective load change on the root group. Since
4617                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
4618                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
4619                  * resulting from this level per the above.
4620                  */
4621                 wg = 0;
4622         }
4623
4624         return wl;
4625 }
4626 #else
4627
4628 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4629 {
4630         return wl;
4631 }
4632
4633 #endif
4634
4635 /*
4636  * Detect M:N waker/wakee relationships via a switching-frequency heuristic.
4637  * A waker of many should wake a different task than the one last awakened
4638  * at a frequency roughly N times higher than one of its wakees.  In order
4639  * to determine whether we should let the load spread vs consolodating to
4640  * shared cache, we look for a minimum 'flip' frequency of llc_size in one
4641  * partner, and a factor of lls_size higher frequency in the other.  With
4642  * both conditions met, we can be relatively sure that the relationship is
4643  * non-monogamous, with partner count exceeding socket size.  Waker/wakee
4644  * being client/server, worker/dispatcher, interrupt source or whatever is
4645  * irrelevant, spread criteria is apparent partner count exceeds socket size.
4646  */
4647 static int wake_wide(struct task_struct *p)
4648 {
4649         unsigned int master = current->wakee_flips;
4650         unsigned int slave = p->wakee_flips;
4651         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
4652
4653         if (master < slave)
4654                 swap(master, slave);
4655         if (slave < factor || master < slave * factor)
4656                 return 0;
4657         return 1;
4658 }
4659
4660 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
4661 {
4662         s64 this_load, load;
4663         s64 this_eff_load, prev_eff_load;
4664         int idx, this_cpu, prev_cpu;
4665         struct task_group *tg;
4666         unsigned long weight;
4667         int balanced;
4668
4669         idx       = sd->wake_idx;
4670         this_cpu  = smp_processor_id();
4671         prev_cpu  = task_cpu(p);
4672         load      = source_load(prev_cpu, idx);
4673         this_load = target_load(this_cpu, idx);
4674
4675         /*
4676          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
4677          * effect of the currently running task from the load
4678          * of the current CPU:
4679          */
4680         if (sync) {
4681                 tg = task_group(current);
4682                 weight = current->se.avg.load_avg;
4683
4684                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
4685                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
4686         }
4687
4688         tg = task_group(p);
4689         weight = p->se.avg.load_avg;
4690
4691         /*
4692          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
4693          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
4694          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
4695          * about that, so that's good too.
4696          *
4697          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
4698          * task to be woken on this_cpu.
4699          */
4700         this_eff_load = 100;
4701         this_eff_load *= capacity_of(prev_cpu);
4702
4703         prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
4704         prev_eff_load *= capacity_of(this_cpu);
4705
4706         if (this_load > 0) {
4707                 this_eff_load *= this_load +
4708                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
4709
4710                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
4711         }
4712
4713         balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
4714
4715         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
4716
4717         if (!balanced)
4718                 return 0;
4719
4720         schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
4721         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
4722
4723         return 1;
4724 }
4725
4726 /*
4727  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
4728  * domain.
4729  */
4730 static struct sched_group *
4731 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
4732                   int this_cpu, int sd_flag)
4733 {
4734         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
4735         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
4736         int load_idx = sd->forkexec_idx;
4737         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
4738
4739         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
4740                 load_idx = sd->wake_idx;
4741
4742         do {
4743                 unsigned long load, avg_load;
4744                 int local_group;
4745                 int i;
4746
4747                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
4748                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
4749                                         tsk_cpus_allowed(p)))
4750                         continue;
4751
4752                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
4753                                                sched_group_cpus(group));
4754
4755                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
4756                 avg_load = 0;
4757
4758                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
4759                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
4760                         if (local_group)
4761                                 load = source_load(i, load_idx);
4762                         else
4763                                 load = target_load(i, load_idx);
4764
4765                         avg_load += load;
4766                 }
4767
4768                 /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
4769                 avg_load = (avg_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) / group->sgc->capacity;
4770
4771                 if (local_group) {
4772                         this_load = avg_load;
4773                 } else if (avg_load < min_load) {
4774                         min_load = avg_load;
4775                         idlest = group;
4776                 }
4777         } while (group = group->next, group != sd->groups);
4778
4779         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
4780                 return NULL;
4781         return idlest;
4782 }
4783
4784 /*
4785  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
4786  */
4787 static int
4788 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
4789 {
4790         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
4791         unsigned int min_exit_latency = UINT_MAX;
4792         u64 latest_idle_timestamp = 0;
4793         int least_loaded_cpu = this_cpu;
4794         int shallowest_idle_cpu = -1;
4795         int i;
4796
4797         /* Traverse only the allowed CPUs */
4798         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
4799                 if (idle_cpu(i)) {
4800                         struct rq *rq = cpu_rq(i);
4801                         struct cpuidle_state *idle = idle_get_state(rq);
4802                         if (idle && idle->exit_latency < min_exit_latency) {
4803                                 /*
4804                                  * We give priority to a CPU whose idle state
4805                                  * has the smallest exit latency irrespective
4806                                  * of any idle timestamp.
4807                                  */
4808                                 min_exit_latency = idle->exit_latency;
4809                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
4810                                 shallowest_idle_cpu = i;
4811                         } else if ((!idle || idle->exit_latency == min_exit_latency) &&
4812                                    rq->idle_stamp > latest_idle_timestamp) {
4813                                 /*
4814                                  * If equal or no active idle state, then
4815                                  * the most recently idled CPU might have
4816                                  * a warmer cache.
4817                                  */
4818                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
4819                                 shallowest_idle_cpu = i;
4820                         }
4821                 } else if (shallowest_idle_cpu == -1) {
4822                         load = weighted_cpuload(i);
4823                         if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
4824                                 min_load = load;
4825                                 least_loaded_cpu = i;
4826                         }
4827                 }
4828         }
4829
4830         return shallowest_idle_cpu != -1 ? shallowest_idle_cpu : least_loaded_cpu;
4831 }
4832
4833 /*
4834  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
4835  */
4836 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
4837 {
4838         struct sched_domain *sd;
4839         struct sched_group *sg;
4840         int i = task_cpu(p);
4841
4842         if (idle_cpu(target))
4843                 return target;
4844
4845         /*
4846          * If the prevous cpu is cache affine and idle, don't be stupid.
4847          */
4848         if (i != target && cpus_share_cache(i, target) && idle_cpu(i))
4849                 return i;
4850
4851         /*
4852          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
4853          */
4854         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
4855         for_each_lower_domain(sd) {
4856                 sg = sd->groups;
4857                 do {
4858                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
4859                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
4860                                 goto next;
4861
4862                         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
4863                                 if (i == target || !idle_cpu(i))
4864                                         goto next;
4865                         }
4866
4867                         target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
4868                                         tsk_cpus_allowed(p));
4869                         goto done;
4870 next:
4871                         sg = sg->next;
4872                 } while (sg != sd->groups);
4873         }
4874 done:
4875         return target;
4876 }
4877
4878 /*
4879  * cpu_util returns the amount of capacity of a CPU that is used by CFS
4880  * tasks. The unit of the return value must be the one of capacity so we can
4881  * compare the utilization with the capacity of the CPU that is available for
4882  * CFS task (ie cpu_capacity).
4883  *
4884  * cfs_rq.avg.util_avg is the sum of running time of runnable tasks plus the
4885  * recent utilization of currently non-runnable tasks on a CPU. It represents
4886  * the amount of utilization of a CPU in the range [0..capacity_orig] where
4887  * capacity_orig is the cpu_capacity available at the highest frequency
4888  * (arch_scale_freq_capacity()).
4889  * The utilization of a CPU converges towards a sum equal to or less than the
4890  * current capacity (capacity_curr <= capacity_orig) of the CPU because it is
4891  * the running time on this CPU scaled by capacity_curr.
4892  *
4893  * Nevertheless, cfs_rq.avg.util_avg can be higher than capacity_curr or even
4894  * higher than capacity_orig because of unfortunate rounding in
4895  * cfs.avg.util_avg or just after migrating tasks and new task wakeups until
4896  * the average stabilizes with the new running time. We need to check that the
4897  * utilization stays within the range of [0..capacity_orig] and cap it if
4898  * necessary. Without utilization capping, a group could be seen as overloaded
4899  * (CPU0 utilization at 121% + CPU1 utilization at 80%) whereas CPU1 has 20% of
4900  * available capacity. We allow utilization to overshoot capacity_curr (but not
4901  * capacity_orig) as it useful for predicting the capacity required after task
4902  * migrations (scheduler-driven DVFS).
4903  */
4904 static int cpu_util(int cpu)
4905 {
4906         unsigned long util = cpu_rq(cpu)->cfs.avg.util_avg;
4907         unsigned long capacity = capacity_orig_of(cpu);
4908
4909         return (util >= capacity) ? capacity : util;
4910 }
4911
4912 /*
4913  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
4914  * that have the 'sd_flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
4915  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
4916  *
4917  * Balances load by selecting the idlest cpu in the idlest group, or under
4918  * certain conditions an idle sibling cpu if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
4919  *
4920  * Returns the target cpu number.
4921  *
4922  * preempt must be disabled.
4923  */
4924 static int
4925 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
4926 {
4927         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
4928         int cpu = smp_processor_id();
4929         int new_cpu = prev_cpu;
4930         int want_affine = 0;
4931         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
4932
4933         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
4934                 want_affine = !wake_wide(p) && cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p));
4935
4936         rcu_read_lock();
4937         for_each_domain(cpu, tmp) {
4938                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4939                         break;
4940
4941                 /*
4942                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
4943                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
4944                  */
4945                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
4946                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
4947                         affine_sd = tmp;
4948                         break;
4949                 }
4950
4951                 if (tmp->flags & sd_flag)
4952                         sd = tmp;
4953                 else if (!want_affine)
4954                         break;
4955         }
4956
4957         if (affine_sd) {
4958                 sd = NULL; /* Prefer wake_affine over balance flags */
4959                 if (cpu != prev_cpu && wake_affine(affine_sd, p, sync))
4960                         new_cpu = cpu;
4961         }
4962
4963         if (!sd) {
4964                 if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) /* XXX always ? */
4965                         new_cpu = select_idle_sibling(p, new_cpu);
4966
4967         } else while (sd) {
4968                 struct sched_group *group;
4969                 int weight;
4970
4971                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
4972                         sd = sd->child;
4973                         continue;
4974                 }
4975
4976                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, sd_flag);
4977                 if (!group) {
4978                         sd = sd->child;
4979                         continue;
4980                 }
4981
4982                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
4983                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
4984                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
4985                         sd = sd->child;
4986                         continue;
4987                 }
4988
4989                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
4990                 cpu = new_cpu;
4991                 weight = sd->span_weight;
4992                 sd = NULL;
4993                 for_each_domain(cpu, tmp) {
4994                         if (weight <= tmp->span_weight)
4995                                 break;
4996                         if (tmp->flags & sd_flag)
4997                                 sd = tmp;
4998                 }
4999                 /* while loop will break here if sd == NULL */
5000         }
5001         rcu_read_unlock();
5002
5003         return new_cpu;
5004 }
5005
5006 /*
5007  * Called immediately before a task is migrated to a new cpu; task_cpu(p) and
5008  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
5009  * previous cpu.  However, the caller only guarantees p->pi_lock is held; no
5010  * other assumptions, including the state of rq->lock, should be made.
5011  */
5012 static void migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int next_cpu)
5013 {
5014         /*
5015          * We are supposed to update the task to "current" time, then its up to date
5016          * and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we have difficulty in getting
5017          * what current time is, so simply throw away the out-of-date time. This
5018          * will result in the wakee task is less decayed, but giving the wakee more
5019          * load sounds not bad.
5020          */
5021         remove_entity_load_avg(&p->se);
5022
5023         /* Tell new CPU we are migrated */
5024         p->se.avg.last_update_time = 0;
5025
5026         /* We have migrated, no longer consider this task hot */
5027         p->se.exec_start = 0;
5028 }
5029
5030 static void task_dead_fair(struct task_struct *p)
5031 {
5032         remove_entity_load_avg(&p->se);
5033 }
5034 #endif /* CONFIG_SMP */
5035
5036 static unsigned long
5037 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
5038 {
5039         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
5040
5041         /*
5042          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
5043          * to virtual-time in his units.
5044          *
5045          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
5046          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
5047          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
5048          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
5049          * be smaller, again penalizing the lighter task.
5050          *
5051          * This is especially important for buddies when the leftmost
5052          * task is higher priority than the buddy.
5053          */
5054         return calc_delta_fair(gran, se);
5055 }
5056
5057 /*
5058  * Should 'se' preempt 'curr'.
5059  *
5060  *             |s1
5061  *        |s2
5062  *   |s3
5063  *         g
5064  *      |<--->|c
5065  *
5066  *  w(c, s1) = -1
5067  *  w(c, s2) =  0
5068  *  w(c, s3) =  1
5069  *
5070  */
5071 static int
5072 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
5073 {
5074         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
5075
5076         if (vdiff <= 0)
5077                 return -1;
5078
5079         gran = wakeup_gran(curr, se);
5080         if (vdiff > gran)
5081                 return 1;
5082
5083         return 0;
5084 }
5085
5086 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
5087 {
5088         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
5089                 return;
5090
5091         for_each_sched_entity(se)
5092                 cfs_rq_of(se)->last = se;
5093 }
5094
5095 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
5096 {
5097         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
5098                 return;
5099
5100         for_each_sched_entity(se)
5101                 cfs_rq_of(se)->next = se;
5102 }
5103
5104 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
5105 {
5106         for_each_sched_entity(se)
5107                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
5108 }
5109
5110 /*
5111  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
5112  */
5113 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
5114 {
5115         struct task_struct *curr = rq->curr;
5116         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
5117         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
5118         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
5119         int next_buddy_marked = 0;
5120
5121         if (unlikely(se == pse))
5122                 return;
5123
5124         /*
5125          * This is possible from callers such as attach_tasks(), in which we
5126          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
5127          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
5128          * next-buddy nomination below.
5129          */
5130         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
5131                 return;
5132
5133         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
5134                 set_next_buddy(pse);
5135                 next_buddy_marked = 1;
5136         }
5137
5138         /*
5139          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
5140          * wake up path.
5141          *
5142          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
5143          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
5144          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
5145          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
5146          * below.
5147          */
5148         if (test_tsk_need_resched(curr))
5149                 return;
5150
5151         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
5152         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
5153             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
5154                 goto preempt;
5155
5156         /*
5157          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
5158          * is driven by the tick):
5159          */
5160         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
5161                 return;
5162
5163         find_matching_se(&se, &pse);
5164         update_curr(cfs_rq_of(se));
5165         BUG_ON(!pse);
5166         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
5167                 /*
5168                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
5169                  * triggering this preemption.
5170                  */
5171                 if (!next_buddy_marked)
5172                         set_next_buddy(pse);
5173                 goto preempt;
5174         }
5175
5176         return;
5177
5178 preempt:
5179         resched_curr(rq);
5180         /*
5181          * Only set the backward buddy when the current task is still
5182          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
5183          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
5184          * point, either of which can * drop the rq lock.
5185          *
5186          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
5187          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
5188          */
5189         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
5190                 return;
5191
5192         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
5193                 set_last_buddy(se);
5194 }
5195
5196 static struct task_struct *
5197 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5198 {
5199         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
5200         struct sched_entity *se;
5201         struct task_struct *p;
5202         int new_tasks;
5203
5204 again:
5205 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5206         if (!cfs_rq->nr_running)
5207                 goto idle;
5208
5209         if (prev->sched_class != &fair_sched_class)
5210                 goto simple;
5211
5212         /*
5213          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
5214          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
5215          *
5216          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
5217          * hierarchy, only change the part that actually changes.
5218          */
5219
5220         do {
5221                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
5222
5223                 /*
5224                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
5225                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
5226                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
5227                  * forget we've ever seen it.
5228                  */
5229                 if (curr) {
5230                         if (curr->on_rq)
5231                                 update_curr(cfs_rq);
5232                         else
5233                                 curr = NULL;
5234
5235                         /*
5236                          * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the
5237                          * throttle and dequeue its entity in the parent(s).
5238                          * Therefore the 'simple' nr_running test will indeed
5239                          * be correct.
5240                          */
5241                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq)))
5242                                 goto simple;
5243                 }
5244
5245                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
5246                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
5247         } while (cfs_rq);
5248
5249         p = task_of(se);
5250
5251         /*
5252          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
5253          * is a different task than we started out with, try and touch the
5254          * least amount of cfs_rqs.
5255          */
5256         if (prev != p) {
5257                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
5258
5259                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
5260                         int se_depth = se->depth;
5261                         int pse_depth = pse->depth;
5262
5263                         if (se_depth <= pse_depth) {
5264                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
5265                                 pse = parent_entity(pse);
5266                         }
5267                         if (se_depth >= pse_depth) {
5268                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
5269                                 se = parent_entity(se);
5270                         }
5271                 }
5272
5273                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
5274                 set_next_entity(cfs_rq, se);
5275         }
5276
5277         if (hrtick_enabled(rq))
5278                 hrtick_start_fair(rq, p);
5279
5280         return p;
5281 simple:
5282         cfs_rq = &rq->cfs;
5283 #endif
5284
5285         if (!cfs_rq->nr_running)
5286                 goto idle;
5287
5288         put_prev_task(rq, prev);
5289
5290         do {
5291                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
5292                 set_next_entity(cfs_rq, se);
5293                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
5294         } while (cfs_rq);
5295
5296         p = task_of(se);
5297
5298         if (hrtick_enabled(rq))
5299                 hrtick_start_fair(rq, p);
5300
5301         return p;
5302
5303 idle:
5304         /*
5305          * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being picked
5306          * for load-balance and preemption/IRQs are still disabled avoiding
5307          * further scheduler activity on it and we're being very careful to
5308          * re-start the picking loop.
5309          */
5310         lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
5311         new_tasks = idle_balance(rq);
5312         lockdep_pin_lock(&rq->lock);
5313         /*
5314          * Because idle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
5315          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
5316          * must re-start the pick_next_entity() loop.
5317          */
5318         if (new_tasks < 0)
5319                 return RETRY_TASK;
5320
5321         if (new_tasks > 0)
5322                 goto again;
5323
5324         return NULL;
5325 }
5326
5327 /*
5328  * Account for a descheduled task:
5329  */
5330 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5331 {
5332         struct sched_entity *se = &prev->se;
5333         struct cfs_rq *cfs_rq;
5334
5335         for_each_sched_entity(se) {
5336                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5337                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
5338         }
5339 }
5340
5341 /*
5342  * sched_yield() is very simple
5343  *
5344  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
5345  */
5346 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
5347 {
5348         struct task_struct *curr = rq->curr;
5349         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
5350         struct sched_entity *se = &curr->se;
5351
5352         /*
5353          * Are we the only task in the tree?
5354          */
5355         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
5356                 return;
5357
5358         clear_buddies(cfs_rq, se);
5359
5360         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
5361                 update_rq_clock(rq);
5362                 /*
5363                  * Update run-time statistics of the 'current'.
5364                  */
5365                 update_curr(cfs_rq);
5366                 /*
5367                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
5368                  * so we don't do microscopic update in schedule()
5369                  * and double the fastpath cost.
5370                  */
5371                 rq_clock_skip_update(rq, true);
5372         }
5373
5374         set_skip_buddy(se);
5375 }
5376
5377 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
5378 {
5379         struct sched_entity *se = &p->se;
5380
5381         /* throttled hierarchies are not runnable */
5382         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
5383                 return false;
5384
5385         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
5386         set_next_buddy(se);
5387
5388         yield_task_fair(rq);
5389
5390         return true;
5391 }
5392
5393 #ifdef CONFIG_SMP
5394 /**************************************************
5395  * Fair scheduling class load-balancing methods.
5396  *
5397  * BASICS
5398  *
5399  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
5400  * per-cpu scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
5401  * time to each task. This is expressed in the following equation:
5402  *
5403  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
5404  *
5405  * Where W_i,n is the n-th weight average for cpu i. The instantaneous weight
5406  * W_i,0 is defined as:
5407  *
5408  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
5409  *
5410  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on cpu i. This weight
5411  * is derived from the nice value as per prio_to_weight[].
5412  *
5413  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
5414  * weight:
5415  *
5416  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
5417  *
5418  * C_i is the compute capacity of cpu i, typically it is the
5419  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
5420  * can also include other factors [XXX].
5421  *
5422  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
5423  * directly from (1):
5424  *
5425  *   imb_i,j = max{ avg(W/C), W_i/C_i } - min{ avg(W/C), W_j/C_j }    (4)
5426  *
5427  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
5428  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
5429  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
5430  *
5431  * [XXX expand on:
5432  *     - infeasible weights;
5433  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
5434  *
5435  *
5436  * SCHED DOMAINS
5437  *
5438  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
5439  * for all i,j solution, we create a tree of cpus that follows the hardware
5440  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
5441  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of cpus going up the
5442  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
5443  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of cpus in
5444  * the groups.
5445  *
5446  * This yields:
5447  *
5448  *     log_2 n     1     n
5449  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
5450  *     i = 0      2^i   2^i
5451  *                               `- size of each group
5452  *         |         |     `- number of cpus doing load-balance
5453  *         |         `- freq
5454  *         `- sum over all levels
5455  *
5456  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
5457  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
5458  *
5459  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
5460  * to every other cpu in at most O(log n) steps:
5461  *
5462  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
5463  *
5464  *             log_2 n     
5465  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
5466  *             k = 0
5467  *
5468  * And you'll find that:
5469  *
5470  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
5471  *
5472  * Showing there's indeed a path between every cpu in at most O(log n) steps.
5473  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
5474  * of:
5475  *
5476  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
5477  *
5478  *
5479  * WORK CONSERVING
5480  *
5481  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
5482  * balancing is more aggressive and has the newly idle cpu iterate up the domain
5483  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
5484  *
5485  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
5486  * time.
5487  *
5488  * [XXX more?]
5489  *
5490  *
5491  * CGROUPS
5492  *
5493  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
5494  *
5495  *                                s_k,i
5496  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
5497  *                                 S_k
5498  *
5499  * Where
5500  *
5501  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
5502  *
5503  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on cpu i.
5504  *
5505  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
5506  * property.
5507  *
5508  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
5509  *      rewrite all of this once again.]
5510  */ 
5511
5512 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
5513
5514 enum fbq_type { regular, remote, all };
5515
5516 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
5517 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
5518 #define LBF_DST_PINNED  0x04
5519 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
5520
5521 struct lb_env {
5522         struct sched_domain     *sd;
5523
5524         struct rq               *src_rq;
5525         int                     src_cpu;
5526
5527         int                     dst_cpu;
5528         struct rq               *dst_rq;
5529
5530         struct cpumask          *dst_grpmask;
5531         int                     new_dst_cpu;
5532         enum cpu_idle_type      idle;
5533         long                    imbalance;
5534         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
5535         struct cpumask          *cpus;
5536
5537         unsigned int            flags;
5538
5539         unsigned int            loop;
5540         unsigned int            loop_break;
5541         unsigned int            loop_max;
5542
5543         enum fbq_type           fbq_type;
5544         struct list_head        tasks;
5545 };
5546
5547 /*
5548  * Is this task likely cache-hot:
5549  */
5550 static int task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5551 {
5552         s64 delta;
5553
5554         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
5555
5556         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
5557                 return 0;
5558
5559         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
5560                 return 0;
5561
5562         /*
5563          * Buddy candidates are cache hot:
5564          */
5565         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && env->dst_rq->nr_running &&
5566                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
5567                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
5568                 return 1;
5569
5570         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
5571                 return 1;
5572         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
5573                 return 0;
5574
5575         delta = rq_clock_task(env->src_rq) - p->se.exec_start;
5576
5577         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
5578 }
5579
5580 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5581 /*
5582  * Returns 1, if task migration degrades locality
5583  * Returns 0, if task migration improves locality i.e migration preferred.
5584  * Returns -1, if task migration is not affected by locality.
5585  */
5586 static int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5587 {
5588         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
5589         unsigned long src_faults, dst_faults;
5590         int src_nid, dst_nid;
5591
5592         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
5593                 return -1;
5594
5595         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
5596                 return -1;
5597
5598         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
5599         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
5600
5601         if (src_nid == dst_nid)
5602                 return -1;
5603
5604         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
5605         if (src_nid == p->numa_preferred_nid) {
5606                 if (env->src_rq->nr_running > env->src_rq->nr_preferred_running)
5607                         return 1;
5608                 else
5609                         return -1;
5610         }
5611
5612         /* Encourage migration to the preferred node. */
5613         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
5614                 return 0;
5615
5616         if (numa_group) {
5617                 src_faults = group_faults(p, src_nid);
5618                 dst_faults = group_faults(p, dst_nid);
5619         } else {
5620                 src_faults = task_faults(p, src_nid);
5621                 dst_faults = task_faults(p, dst_nid);
5622         }
5623
5624         return dst_faults < src_faults;
5625 }
5626
5627 #else
5628 static inline int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
5629                                              struct lb_env *env)
5630 {
5631         return -1;
5632 }
5633 #endif
5634
5635 /*
5636  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
5637  */
5638 static
5639 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5640 {
5641         int tsk_cache_hot;
5642
5643         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
5644
5645         /*
5646          * We do not migrate tasks that are:
5647          * 1) throttled_lb_pair, or
5648          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
5649          * 3) running (obviously), or
5650          * 4) are cache-hot on their current CPU.
5651          */
5652         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
5653                 return 0;
5654
5655         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
5656                 int cpu;
5657
5658                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
5659
5660                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
5661
5662                 /*
5663                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
5664                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
5665                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
5666                  *
5667                  * Also avoid computing new_dst_cpu if we have already computed
5668                  * one in current iteration.
5669                  */
5670                 if (!env->dst_grpmask || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
5671                         return 0;
5672
5673                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
5674                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
5675                         if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
5676                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
5677                                 env->new_dst_cpu = cpu;
5678                                 break;
5679                         }
5680                 }
5681
5682                 return 0;
5683         }
5684
5685         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
5686         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
5687
5688         if (task_running(env->src_rq, p)) {
5689                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
5690                 return 0;
5691         }
5692
5693         /*
5694          * Aggressive migration if:
5695          * 1) destination numa is preferred
5696          * 2) task is cache cold, or
5697          * 3) too many balance attempts have failed.
5698          */
5699         tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
5700         if (tsk_cache_hot == -1)
5701                 tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
5702
5703         if (tsk_cache_hot <= 0 ||
5704             env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
5705                 if (tsk_cache_hot == 1) {
5706                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
5707                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
5708                 }
5709                 return 1;
5710         }
5711
5712         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
5713         return 0;
5714 }
5715
5716 /*
5717  * detach_task() -- detach the task for the migration specified in env
5718  */
5719 static void detach_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5720 {
5721         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
5722
5723         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
5724         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
5725         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
5726 }
5727
5728 /*
5729  * detach_one_task() -- tries to dequeue exactly one task from env->src_rq, as
5730  * part of active balancing operations within "domain".
5731  *
5732  * Returns a task if successful and NULL otherwise.
5733  */
5734 static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
5735 {
5736         struct task_struct *p, *n;
5737
5738         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
5739
5740         list_for_each_entry_safe(p, n, &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
5741                 if (!can_migrate_task(p, env))
5742                         continue;
5743
5744                 detach_task(p, env);
5745
5746                 /*
5747                  * Right now, this is only the second place where
5748                  * lb_gained[env->idle] is updated (other is detach_tasks)
5749                  * so we can safely collect stats here rather than
5750                  * inside detach_tasks().
5751                  */
5752                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
5753                 return p;
5754         }
5755         return NULL;
5756 }
5757
5758 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
5759
5760 /*
5761  * detach_tasks() -- tries to detach up to imbalance weighted load from
5762  * busiest_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
5763  *
5764  * Returns number of detached tasks if successful and 0 otherwise.
5765  */
5766 static int detach_tasks(struct lb_env *env)
5767 {
5768         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
5769         struct task_struct *p;
5770         unsigned long load;
5771         int detached = 0;
5772
5773         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
5774
5775         if (env->imbalance <= 0)
5776                 return 0;
5777
5778         while (!list_empty(tasks)) {
5779                 /*
5780                  * We don't want to steal all, otherwise we may be treated likewise,
5781                  * which could at worst lead to a livelock crash.
5782                  */
5783                 if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->src_rq->nr_running <= 1)
5784                         break;
5785
5786                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
5787
5788                 env->loop++;
5789                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
5790                 if (env->loop > env->loop_max)
5791                         break;
5792
5793                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
5794                 if (env->loop > env->loop_break) {
5795                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
5796                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
5797                         break;
5798                 }
5799
5800                 if (!can_migrate_task(p, env))
5801                         goto next;
5802
5803                 load = task_h_load(p);
5804
5805                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
5806                         goto next;
5807
5808                 if ((load / 2) > env->imbalance)
5809                         goto next;
5810
5811                 detach_task(p, env);
5812                 list_add(&p->se.group_node, &env->tasks);
5813
5814                 detached++;
5815                 env->imbalance -= load;
5816
5817 #ifdef CONFIG_PREEMPT
5818                 /*
5819                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
5820                  * kernels will stop after the first task is detached to minimize
5821                  * the critical section.
5822                  */
5823                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
5824                         break;
5825 #endif
5826
5827                 /*
5828                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
5829                  * weighted load.
5830                  */
5831                 if (env->imbalance <= 0)
5832                         break;
5833
5834                 continue;
5835 next:
5836                 list_move_tail(&p->se.group_node, tasks);
5837         }
5838
5839         /*
5840          * Right now, this is one of only two places we collect this stat
5841          * so we can safely collect detach_one_task() stats here rather
5842          * than inside detach_one_task().
5843          */
5844         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], detached);
5845
5846         return detached;
5847 }
5848
5849 /*
5850  * attach_task() -- attach the task detached by detach_task() to its new rq.
5851  */
5852 static void attach_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5853 {
5854         lockdep_assert_held(&rq->lock);
5855
5856         BUG_ON(task_rq(p) != rq);
5857         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
5858         activate_task(rq, p, 0);
5859         check_preempt_curr(rq, p, 0);
5860 }
5861
5862 /*
5863  * attach_one_task() -- attaches the task returned from detach_one_task() to
5864  * its new rq.
5865  */
5866 static void attach_one_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5867 {
5868         raw_spin_lock(&rq->lock);
5869         attach_task(rq, p);
5870         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5871 }
5872
5873 /*
5874  * attach_tasks() -- attaches all tasks detached by detach_tasks() to their
5875  * new rq.
5876  */
5877 static void attach_tasks(struct lb_env *env)
5878 {
5879         struct list_head *tasks = &env->tasks;
5880         struct task_struct *p;
5881
5882         raw_spin_lock(&env->dst_rq->lock);
5883
5884         while (!list_empty(tasks)) {
5885                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
5886                 list_del_init(&p->se.group_node);
5887
5888                 attach_task(env->dst_rq, p);
5889         }
5890
5891         raw_spin_unlock(&env->dst_rq->lock);
5892 }
5893
5894 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5895 static void update_blocked_averages(int cpu)
5896 {
5897         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5898         struct cfs_rq *cfs_rq;
5899         unsigned long flags;
5900
5901         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5902         update_rq_clock(rq);
5903
5904         /*
5905          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
5906          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
5907          */
5908         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
5909                 /* throttled entities do not contribute to load */
5910                 if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
5911                         continue;
5912
5913                 if (update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_task(cfs_rq), cfs_rq))
5914                         update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
5915         }
5916         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5917 }
5918
5919 /*
5920  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
5921  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
5922  * group is a fraction of its parents load.
5923  */
5924 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
5925 {
5926         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5927         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
5928         unsigned long now = jiffies;
5929         unsigned long load;
5930
5931         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
5932                 return;
5933
5934         cfs_rq->h_load_next = NULL;
5935         for_each_sched_entity(se) {
5936                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5937                 cfs_rq->h_load_next = se;
5938                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
5939                         break;
5940         }
5941
5942         if (!se) {
5943                 cfs_rq->h_load = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
5944                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
5945         }
5946
5947         while ((se = cfs_rq->h_load_next) != NULL) {
5948                 load = cfs_rq->h_load;
5949                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg,
5950                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
5951                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
5952                 cfs_rq->h_load = load;
5953                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
5954         }
5955 }
5956
5957 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
5958 {
5959         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
5960
5961         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
5962         return div64_ul(p->se.avg.load_avg * cfs_rq->h_load,
5963                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
5964 }
5965 #else
5966 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
5967 {
5968         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5969         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
5970         unsigned long flags;
5971
5972         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5973         update_rq_clock(rq);
5974         update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_task(cfs_rq), cfs_rq);
5975         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5976 }
5977
5978 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
5979 {
5980         return p->se.avg.load_avg;
5981 }
5982 #endif
5983
5984 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
5985
5986 enum group_type {
5987         group_other = 0,
5988         group_imbalanced,
5989         group_overloaded,
5990 };
5991
5992 /*
5993  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
5994  */
5995 struct sg_lb_stats {
5996         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
5997         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
5998         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
5999         unsigned long load_per_task;
6000         unsigned long group_capacity;
6001         unsigned long group_util; /* Total utilization of the group */
6002         unsigned int sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
6003         unsigned int idle_cpus;
6004         unsigned int group_weight;
6005         enum group_type group_type;
6006         int group_no_capacity;
6007 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6008         unsigned int nr_numa_running;
6009         unsigned int nr_preferred_running;
6010 #endif
6011 };
6012
6013 /*
6014  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
6015  *               during load balancing.
6016  */
6017 struct sd_lb_stats {
6018         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
6019         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
6020         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
6021         unsigned long total_capacity;   /* Total capacity of all groups in sd */
6022         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
6023
6024         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
6025         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
6026 };
6027
6028 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
6029 {
6030         /*
6031          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
6032          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
6033          * We must however clear busiest_stat::avg_load because
6034          * update_sd_pick_busiest() reads this before assignment.
6035          */
6036         *sds = (struct sd_lb_stats){
6037                 .busiest = NULL,
6038                 .local = NULL,
6039                 .total_load = 0UL,
6040                 .total_capacity = 0UL,
6041                 .busiest_stat = {
6042                         .avg_load = 0UL,
6043                         .sum_nr_running = 0,
6044                         .group_type = group_other,
6045                 },
6046         };
6047 }
6048
6049 /**
6050  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
6051  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
6052  * @idle: The idle status of the CPU for whose sd load_idx is obtained.
6053  *
6054  * Return: The load index.
6055  */
6056 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
6057                                         enum cpu_idle_type idle)
6058 {
6059         int load_idx;
6060
6061         switch (idle) {
6062         case CPU_NOT_IDLE:
6063                 load_idx = sd->busy_idx;
6064                 break;
6065
6066         case CPU_NEWLY_IDLE:
6067                 load_idx = sd->newidle_idx;
6068                 break;
6069         default:
6070                 load_idx = sd->idle_idx;
6071                 break;
6072         }
6073
6074         return load_idx;
6075 }
6076
6077 static unsigned long scale_rt_capacity(int cpu)
6078 {
6079         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6080         u64 total, used, age_stamp, avg;
6081         s64 delta;
6082
6083         /*
6084          * Since we're reading these variables without serialization make sure
6085          * we read them once before doing sanity checks on them.
6086          */
6087         age_stamp = READ_ONCE(rq->age_stamp);
6088         avg = READ_ONCE(rq->rt_avg);
6089         delta = __rq_clock_broken(rq) - age_stamp;
6090
6091         if (unlikely(delta < 0))
6092                 delta = 0;
6093
6094         total = sched_avg_period() + delta;
6095
6096         used = div_u64(avg, total);
6097
6098         if (likely(used < SCHED_CAPACITY_SCALE))
6099                 return SCHED_CAPACITY_SCALE - used;
6100
6101         return 1;
6102 }
6103
6104 static void update_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
6105 {
6106         unsigned long capacity = arch_scale_cpu_capacity(sd, cpu);
6107         struct sched_group *sdg = sd->groups;
6108
6109         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig = capacity;
6110
6111         capacity *= scale_rt_capacity(cpu);
6112         capacity >>= SCHED_CAPACITY_SHIFT;
6113
6114         if (!capacity)
6115                 capacity = 1;
6116
6117         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity = capacity;
6118         sdg->sgc->capacity = capacity;
6119 }
6120
6121 void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
6122 {
6123         struct sched_domain *child = sd->child;
6124         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
6125         unsigned long capacity;
6126         unsigned long interval;
6127
6128         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
6129         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
6130         sdg->sgc->next_update = jiffies + interval;
6131
6132         if (!child) {
6133                 update_cpu_capacity(sd, cpu);
6134                 return;
6135         }
6136
6137         capacity = 0;
6138
6139         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
6140                 /*
6141                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
6142                  * span the current group.
6143                  */
6144
6145                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg)) {
6146                         struct sched_group_capacity *sgc;
6147                         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6148
6149                         /*
6150                          * build_sched_domains() -> init_sched_groups_capacity()
6151                          * gets here before we've attached the domains to the
6152                          * runqueues.
6153                          *
6154                          * Use capacity_of(), which is set irrespective of domains
6155                          * in update_cpu_capacity().
6156                          *
6157                          * This avoids capacity from being 0 and
6158                          * causing divide-by-zero issues on boot.
6159                          */
6160                         if (unlikely(!rq->sd)) {
6161                                 capacity += capacity_of(cpu);
6162                                 continue;
6163                         }
6164
6165                         sgc = rq->sd->groups->sgc;
6166                         capacity += sgc->capacity;
6167                 }
6168         } else  {
6169                 /*
6170                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
6171                  * span the current group.
6172                  */ 
6173
6174                 group = child->groups;
6175                 do {
6176                         capacity += group->sgc->capacity;
6177                         group = group->next;
6178                 } while (group != child->groups);
6179         }
6180
6181         sdg->sgc->capacity = capacity;
6182 }
6183
6184 /*
6185  * Check whether the capacity of the rq has been noticeably reduced by side
6186  * activity. The imbalance_pct is used for the threshold.
6187  * Return true is the capacity is reduced
6188  */
6189 static inline int
6190 check_cpu_capacity(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
6191 {
6192         return ((rq->cpu_capacity * sd->imbalance_pct) <
6193                                 (rq->cpu_capacity_orig * 100));
6194 }
6195
6196 /*
6197  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
6198  * groups is inadequate due to tsk_cpus_allowed() constraints.
6199  *
6200  * Imagine a situation of two groups of 4 cpus each and 4 tasks each with a
6201  * cpumask covering 1 cpu of the first group and 3 cpus of the second group.
6202  * Something like:
6203  *
6204  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
6205  *              *     * * *
6206  *
6207  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
6208  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
6209  * cpu 3 and leave one of the cpus in the second group unused.
6210  *
6211  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
6212  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
6213  * moving tasks due to affinity constraints.
6214  *
6215  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
6216  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
6217  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
6218  * to create an effective group imbalance.
6219  *
6220  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
6221  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
6222  * subtle and fragile situation.
6223  */
6224
6225 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
6226 {
6227         return group->sgc->imbalance;
6228 }
6229
6230 /*
6231  * group_has_capacity returns true if the group has spare capacity that could
6232  * be used by some tasks.
6233  * We consider that a group has spare capacity if the  * number of task is
6234  * smaller than the number of CPUs or if the utilization is lower than the
6235  * available capacity for CFS tasks.
6236  * For the latter, we use a threshold to stabilize the state, to take into
6237  * account the variance of the tasks' load and to return true if the available
6238  * capacity in meaningful for the load balancer.
6239  * As an example, an available capacity of 1% can appear but it doesn't make
6240  * any benefit for the load balance.
6241  */
6242 static inline bool
6243 group_has_capacity(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
6244 {
6245         if (sgs->sum_nr_running < sgs->group_weight)
6246                 return true;
6247
6248         if ((sgs->group_capacity * 100) >
6249                         (sgs->group_util * env->sd->imbalance_pct))
6250                 return true;
6251
6252         return false;
6253 }
6254
6255 /*
6256  *  group_is_overloaded returns true if the group has more tasks than it can
6257  *  handle.
6258  *  group_is_overloaded is not equals to !group_has_capacity because a group
6259  *  with the exact right number of tasks, has no more spare capacity but is not
6260  *  overloaded so both group_has_capacity and group_is_overloaded return
6261  *  false.
6262  */
6263 static inline bool
6264 group_is_overloaded(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
6265 {
6266         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight)
6267                 return false;
6268
6269         if ((sgs->group_capacity * 100) <
6270                         (sgs->group_util * env->sd->imbalance_pct))
6271                 return true;
6272
6273         return false;
6274 }
6275
6276 static inline enum
6277 group_type group_classify(struct sched_group *group,
6278                           struct sg_lb_stats *sgs)
6279 {
6280         if (sgs->group_no_capacity)
6281                 return group_overloaded;
6282
6283         if (sg_imbalanced(group))
6284                 return group_imbalanced;
6285
6286         return group_other;
6287 }
6288
6289 /**
6290  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
6291  * @env: The load balancing environment.
6292  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
6293  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
6294  * @local_group: Does group contain this_cpu.
6295  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
6296  * @overload: Indicate more than one runnable task for any CPU.
6297  */
6298 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
6299                         struct sched_group *group, int load_idx,
6300                         int local_group, struct sg_lb_stats *sgs,
6301                         bool *overload)
6302 {
6303         unsigned long load;
6304         int i;
6305
6306         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
6307
6308         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
6309                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
6310
6311                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
6312                 if (local_group)
6313                         load = target_load(i, load_idx);
6314                 else
6315                         load = source_load(i, load_idx);
6316
6317                 sgs->group_load += load;
6318                 sgs->group_util += cpu_util(i);
6319                 sgs->sum_nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
6320
6321                 if (rq->nr_running > 1)
6322                         *overload = true;
6323
6324 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6325                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
6326                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
6327 #endif
6328                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
6329                 if (idle_cpu(i))
6330                         sgs->idle_cpus++;
6331         }
6332
6333         /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
6334         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
6335         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_CAPACITY_SCALE) / sgs->group_capacity;
6336
6337         if (sgs->sum_nr_running)
6338                 sgs->load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
6339
6340         sgs->group_weight = group->group_weight;
6341
6342         sgs->group_no_capacity = group_is_overloaded(env, sgs);
6343         sgs->group_type = group_classify(group, sgs);
6344 }
6345
6346 /**
6347  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
6348  * @env: The load balancing environment.
6349  * @sds: sched_domain statistics
6350  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
6351  * @sgs: sched_group statistics
6352  *
6353  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
6354  * busiest group.
6355  *
6356  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
6357  * busiest group. %false otherwise.
6358  */
6359 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
6360                                    struct sd_lb_stats *sds,
6361                                    struct sched_group *sg,
6362                                    struct sg_lb_stats *sgs)
6363 {
6364         struct sg_lb_stats *busiest = &sds->busiest_stat;
6365
6366         if (sgs->group_type > busiest->group_type)
6367                 return true;
6368
6369         if (sgs->group_type < busiest->group_type)
6370                 return false;
6371
6372         if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
6373                 return false;
6374
6375         /* This is the busiest node in its class. */
6376         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
6377                 return true;
6378
6379         /*
6380          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
6381          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
6382          * higher than ourself as busy.
6383          */
6384         if (sgs->sum_nr_running && env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
6385                 if (!sds->busiest)
6386                         return true;
6387
6388                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
6389                         return true;
6390         }
6391
6392         return false;
6393 }
6394
6395 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6396 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
6397 {
6398         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_numa_running)
6399                 return regular;
6400         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
6401                 return remote;
6402         return all;
6403 }
6404
6405 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
6406 {
6407         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
6408                 return regular;
6409         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
6410                 return remote;
6411         return all;
6412 }
6413 #else
6414 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
6415 {
6416         return all;
6417 }
6418
6419 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
6420 {
6421         return regular;
6422 }
6423 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
6424
6425 /**
6426  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
6427  * @env: The load balancing environment.
6428  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
6429  */
6430 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6431 {
6432         struct sched_domain *child = env->sd->child;
6433         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
6434         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
6435         int load_idx, prefer_sibling = 0;
6436         bool overload = false;
6437
6438         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
6439                 prefer_sibling = 1;
6440
6441         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
6442
6443         do {
6444                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
6445                 int local_group;
6446
6447                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
6448                 if (local_group) {
6449                         sds->local = sg;
6450                         sgs = &sds->local_stat;
6451
6452                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
6453                             time_after_eq(jiffies, sg->sgc->next_update))
6454                                 update_group_capacity(env->sd, env->dst_cpu);
6455                 }
6456
6457                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, sgs,
6458                                                 &overload);
6459
6460                 if (local_group)
6461                         goto next_group;
6462
6463                 /*
6464                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
6465                  * first, lower the sg capacity so that we'll try
6466                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
6467                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
6468                  * these excess tasks. The extra check prevents the case where
6469                  * you always pull from the heaviest group when it is already
6470                  * under-utilized (possible with a large weight task outweighs
6471                  * the tasks on the system).
6472                  */
6473                 if (prefer_sibling && sds->local &&
6474                     group_has_capacity(env, &sds->local_stat) &&
6475                     (sgs->sum_nr_running > 1)) {
6476                         sgs->group_no_capacity = 1;
6477                         sgs->group_type = group_classify(sg, sgs);
6478                 }
6479
6480                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
6481                         sds->busiest = sg;
6482                         sds->busiest_stat = *sgs;
6483                 }
6484
6485 next_group:
6486                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
6487                 sds->total_load += sgs->group_load;
6488                 sds->total_capacity += sgs->group_capacity;
6489
6490                 sg = sg->next;
6491         } while (sg != env->sd->groups);
6492
6493         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
6494                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
6495
6496         if (!env->sd->parent) {
6497                 /* update overload indicator if we are at root domain */
6498                 if (env->dst_rq->rd->overload != overload)
6499                         env->dst_rq->rd->overload = overload;
6500         }
6501
6502 }
6503
6504 /**
6505  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
6506  *                      sched doman.
6507  *
6508  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
6509  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
6510  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
6511  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
6512  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
6513  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
6514  *
6515  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
6516  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
6517  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
6518  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
6519  * number.
6520  *
6521  * Return: 1 when packing is required and a task should be moved to
6522  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
6523  *
6524  * @env: The load balancing environment.
6525  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
6526  */
6527 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6528 {
6529         int busiest_cpu;
6530
6531         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
6532                 return 0;
6533
6534         if (!sds->busiest)
6535                 return 0;
6536
6537         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
6538         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
6539                 return 0;
6540
6541         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
6542                 sds->busiest_stat.avg_load * sds->busiest_stat.group_capacity,
6543                 SCHED_CAPACITY_SCALE);
6544
6545         return 1;
6546 }
6547
6548 /**
6549  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
6550  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
6551  *                      load balancing.
6552  * @env: The load balancing environment.
6553  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
6554  */
6555 static inline
6556 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6557 {
6558         unsigned long tmp, capa_now = 0, capa_move = 0;
6559         unsigned int imbn = 2;
6560         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
6561         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
6562
6563         local = &sds->local_stat;
6564         busiest = &sds->busiest_stat;
6565
6566         if (!local->sum_nr_running)
6567                 local->load_per_task = cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
6568         else if (busiest->load_per_task > local->load_per_task)
6569                 imbn = 1;
6570
6571         scaled_busy_load_per_task =
6572                 (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
6573                 busiest->group_capacity;
6574
6575         if (busiest->avg_load + scaled_busy_load_per_task >=
6576             local->avg_load + (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
6577                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
6578                 return;
6579         }
6580
6581         /*
6582          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
6583          * however we may be able to increase total CPU capacity used by
6584          * moving them.
6585          */
6586
6587         capa_now += busiest->group_capacity *
6588                         min(busiest->load_per_task, busiest->avg_load);
6589         capa_now += local->group_capacity *
6590                         min(local->load_per_task, local->avg_load);
6591         capa_now /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
6592
6593         /* Amount of load we'd subtract */
6594         if (busiest->avg_load > scaled_busy_load_per_task) {
6595                 capa_move += busiest->group_capacity *
6596                             min(busiest->load_per_task,
6597                                 busiest->avg_load - scaled_busy_load_per_task);
6598         }
6599
6600         /* Amount of load we'd add */
6601         if (busiest->avg_load * busiest->group_capacity <
6602             busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) {
6603                 tmp = (busiest->avg_load * busiest->group_capacity) /
6604                       local->group_capacity;
6605         } else {
6606                 tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
6607                       local->group_capacity;
6608         }
6609         capa_move += local->group_capacity *
6610                     min(local->load_per_task, local->avg_load + tmp);
6611         capa_move /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
6612
6613         /* Move if we gain throughput */
6614         if (capa_move > capa_now)
6615                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
6616 }
6617
6618 /**
6619  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
6620  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
6621  * @env: load balance environment
6622  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
6623  */
6624 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6625 {
6626         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
6627         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
6628
6629         local = &sds->local_stat;
6630         busiest = &sds->busiest_stat;
6631
6632         if (busiest->group_type == group_imbalanced) {
6633                 /*
6634                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
6635                  * to ensure cpu-load equilibrium, look at wider averages. XXX
6636                  */
6637                 busiest->load_per_task =
6638                         min(busiest->load_per_task, sds->avg_load);
6639         }
6640
6641         /*
6642          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
6643          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
6644          * its cpu_capacity, while calculating max_load..)
6645          */
6646         if (busiest->avg_load <= sds->avg_load ||
6647             local->avg_load >= sds->avg_load) {
6648                 env->imbalance = 0;
6649                 return fix_small_imbalance(env, sds);
6650         }
6651
6652         /*
6653          * If there aren't any idle cpus, avoid creating some.
6654          */
6655         if (busiest->group_type == group_overloaded &&
6656             local->group_type   == group_overloaded) {
6657                 load_above_capacity = busiest->sum_nr_running *
6658                                         SCHED_LOAD_SCALE;
6659                 if (load_above_capacity > busiest->group_capacity)
6660                         load_above_capacity -= busiest->group_capacity;
6661                 else
6662                         load_above_capacity = ~0UL;
6663         }
6664
6665         /*
6666          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
6667          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
6668          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
6669          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
6670          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
6671          * for the minimum possible imbalance.
6672          */
6673         max_pull = min(busiest->avg_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
6674
6675         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
6676         env->imbalance = min(
6677                 max_pull * busiest->group_capacity,
6678                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_capacity
6679         ) / SCHED_CAPACITY_SCALE;
6680
6681         /*
6682          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
6683          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
6684          * a think about bumping its value to force at least one task to be
6685          * moved
6686          */
6687         if (env->imbalance < busiest->load_per_task)
6688                 return fix_small_imbalance(env, sds);
6689 }
6690
6691 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
6692
6693 /**
6694  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
6695  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
6696  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
6697  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
6698  * such a group exists.
6699  *
6700  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
6701  * to restore balance.
6702  *
6703  * @env: The load balancing environment.
6704  *
6705  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
6706  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
6707  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
6708  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
6709  */
6710 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
6711 {
6712         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
6713         struct sd_lb_stats sds;
6714
6715         init_sd_lb_stats(&sds);
6716
6717         /*
6718          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
6719          * this level.
6720          */
6721         update_sd_lb_stats(env, &sds);
6722         local = &sds.local_stat;
6723         busiest = &sds.busiest_stat;
6724
6725         /* ASYM feature bypasses nice load balance check */
6726         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
6727             check_asym_packing(env, &sds))
6728                 return sds.busiest;
6729
6730         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
6731         if (!sds.busiest || busiest->sum_nr_running == 0)
6732                 goto out_balanced;
6733
6734         sds.avg_load = (SCHED_CAPACITY_SCALE * sds.total_load)
6735                                                 / sds.total_capacity;
6736
6737         /*
6738          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
6739          * work because they assume all things are equal, which typically
6740          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
6741          */
6742         if (busiest->group_type == group_imbalanced)
6743                 goto force_balance;
6744
6745         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
6746         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && group_has_capacity(env, local) &&
6747             busiest->group_no_capacity)
6748                 goto force_balance;
6749
6750         /*
6751          * If the local group is busier than the selected busiest group
6752          * don't try and pull any tasks.
6753          */
6754         if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
6755                 goto out_balanced;
6756
6757         /*
6758          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
6759          * average load.
6760          */
6761         if (local->avg_load >= sds.avg_load)
6762                 goto out_balanced;
6763
6764         if (env->idle == CPU_IDLE) {
6765                 /*
6766                  * This cpu is idle. If the busiest group is not overloaded
6767                  * and there is no imbalance between this and busiest group
6768                  * wrt idle cpus, it is balanced. The imbalance becomes
6769                  * significant if the diff is greater than 1 otherwise we
6770                  * might end up to just move the imbalance on another group
6771                  */
6772                 if ((busiest->group_type != group_overloaded) &&
6773                                 (local->idle_cpus <= (busiest->idle_cpus + 1)))
6774                         goto out_balanced;
6775         } else {
6776                 /*
6777                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
6778                  * imbalance_pct to be conservative.
6779                  */
6780                 if (100 * busiest->avg_load <=
6781                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
6782                         goto out_balanced;
6783         }
6784
6785 force_balance:
6786         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
6787         calculate_imbalance(env, &sds);
6788         return sds.busiest;
6789
6790 out_balanced:
6791         env->imbalance = 0;
6792         return NULL;
6793 }
6794
6795 /*
6796  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
6797  */
6798 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
6799                                      struct sched_group *group)
6800 {
6801         struct rq *busiest = NULL, *rq;
6802         unsigned long busiest_load = 0, busiest_capacity = 1;
6803         int i;
6804
6805         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
6806                 unsigned long capacity, wl;
6807                 enum fbq_type rt;
6808
6809                 rq = cpu_rq(i);
6810                 rt = fbq_classify_rq(rq);
6811
6812                 /*
6813                  * We classify groups/runqueues into three groups:
6814                  *  - regular: there are !numa tasks
6815                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
6816                  *  - all:     there is no distinction
6817                  *
6818                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
6819                  * ignore those when there's better options.
6820                  *
6821                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
6822                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
6823                  * queue by moving tasks around inside the node.
6824                  *
6825                  * If we cannot move enough load due to this classification
6826                  * the next pass will adjust the group classification and
6827                  * allow migration of more tasks.
6828                  *
6829                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
6830                  */
6831                 if (rt > env->fbq_type)
6832                         continue;
6833
6834                 capacity = capacity_of(i);
6835
6836                 wl = weighted_cpuload(i);
6837
6838                 /*
6839                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
6840                  * which is not scaled with the cpu capacity.
6841                  */
6842
6843                 if (rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance &&
6844                     !check_cpu_capacity(rq, env->sd))
6845                         continue;
6846
6847                 /*
6848                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
6849                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu capacity, so
6850                  * that the load can be moved away from the cpu that is
6851                  * potentially running at a lower capacity.
6852                  *
6853                  * Thus we're looking for max(wl_i / capacity_i), crosswise
6854                  * multiplication to rid ourselves of the division works out
6855                  * to: wl_i * capacity_j > wl_j * capacity_i;  where j is
6856                  * our previous maximum.
6857                  */
6858                 if (wl * busiest_capacity > busiest_load * capacity) {
6859                         busiest_load = wl;
6860                         busiest_capacity = capacity;
6861                         busiest = rq;
6862                 }
6863         }
6864
6865         return busiest;
6866 }
6867
6868 /*
6869  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
6870  * so long as it is large enough.
6871  */
6872 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
6873
6874 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
6875 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
6876
6877 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
6878 {
6879         struct sched_domain *sd = env->sd;
6880
6881         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
6882
6883                 /*
6884                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
6885                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
6886                  * lowest numbered CPUs.
6887                  */
6888                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
6889                         return 1;
6890         }
6891
6892         /*
6893          * The dst_cpu is idle and the src_cpu CPU has only 1 CFS task.
6894          * It's worth migrating the task if the src_cpu's capacity is reduced
6895          * because of other sched_class or IRQs if more capacity stays
6896          * available on dst_cpu.
6897          */
6898         if ((env->idle != CPU_NOT_IDLE) &&
6899             (env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1)) {
6900                 if ((check_cpu_capacity(env->src_rq, sd)) &&
6901                     (capacity_of(env->src_cpu)*sd->imbalance_pct < capacity_of(env->dst_cpu)*100))
6902                         return 1;
6903         }
6904
6905         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
6906 }
6907
6908 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
6909
6910 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
6911 {
6912         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
6913         struct cpumask *sg_cpus, *sg_mask;
6914         int cpu, balance_cpu = -1;
6915
6916         /*
6917          * In the newly idle case, we will allow all the cpu's
6918          * to do the newly idle load balance.
6919          */
6920         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6921                 return 1;
6922
6923         sg_cpus = sched_group_cpus(sg);
6924         sg_mask = sched_group_mask(sg);
6925         /* Try to find first idle cpu */
6926         for_each_cpu_and(cpu, sg_cpus, env->cpus) {
6927                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, sg_mask) || !idle_cpu(cpu))
6928                         continue;
6929
6930                 balance_cpu = cpu;
6931                 break;
6932         }
6933
6934         if (balance_cpu == -1)
6935                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
6936
6937         /*
6938          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
6939          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
6940          */
6941         return balance_cpu == env->dst_cpu;
6942 }
6943
6944 /*
6945  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
6946  * tasks if there is an imbalance.
6947  */
6948 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
6949                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
6950                         int *continue_balancing)
6951 {
6952         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
6953         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
6954         struct sched_group *group;
6955         struct rq *busiest;
6956         unsigned long flags;
6957         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(load_balance_mask);
6958
6959         struct lb_env env = {
6960                 .sd             = sd,
6961                 .dst_cpu        = this_cpu,
6962                 .dst_rq         = this_rq,
6963                 .dst_grpmask    = sched_group_cpus(sd->groups),
6964                 .idle           = idle,
6965                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
6966                 .cpus           = cpus,
6967                 .fbq_type       = all,
6968                 .tasks          = LIST_HEAD_INIT(env.tasks),
6969         };
6970
6971         /*
6972          * For NEWLY_IDLE load_balancing, we don't need to consider
6973          * other cpus in our group
6974          */
6975         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6976                 env.dst_grpmask = NULL;
6977
6978         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
6979
6980         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
6981
6982 redo:
6983         if (!should_we_balance(&env)) {
6984                 *continue_balancing = 0;
6985                 goto out_balanced;
6986         }
6987
6988         group = find_busiest_group(&env);
6989         if (!group) {
6990                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
6991                 goto out_balanced;
6992         }
6993
6994         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
6995         if (!busiest) {
6996                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
6997                 goto out_balanced;
6998         }
6999
7000         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
7001
7002         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
7003
7004         env.src_cpu = busiest->cpu;
7005         env.src_rq = busiest;
7006
7007         ld_moved = 0;
7008         if (busiest->nr_running > 1) {
7009                 /*
7010                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
7011                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
7012                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
7013                  * correctly treated as an imbalance.
7014                  */
7015                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
7016                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
7017
7018 more_balance:
7019                 raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
7020
7021                 /*
7022                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
7023                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
7024                  */
7025                 cur_ld_moved = detach_tasks(&env);
7026
7027                 /*
7028                  * We've detached some tasks from busiest_rq. Every
7029                  * task is masked "TASK_ON_RQ_MIGRATING", so we can safely
7030                  * unlock busiest->lock, and we are able to be sure
7031                  * that nobody can manipulate the tasks in parallel.
7032                  * See task_rq_lock() family for the details.
7033                  */
7034
7035                 raw_spin_unlock(&busiest->lock);
7036
7037                 if (cur_ld_moved) {
7038                         attach_tasks(&env);
7039                         ld_moved += cur_ld_moved;
7040                 }
7041
7042                 local_irq_restore(flags);
7043
7044                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
7045                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
7046                         goto more_balance;
7047                 }
7048
7049                 /*
7050                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
7051                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
7052                  * where they can run. The upper limit on how many times we
7053                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
7054                  * sched_group.
7055                  *
7056                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
7057                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
7058                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
7059                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
7060                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
7061                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
7062                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
7063                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
7064                  * This however should not happen so much in practice and
7065                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
7066                  * excess load moved.
7067                  */
7068                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
7069
7070                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
7071                         cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
7072
7073                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
7074                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
7075                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
7076                         env.loop         = 0;
7077                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
7078
7079                         /*
7080                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
7081                          * need to continue with same src_cpu.
7082                          */
7083                         goto more_balance;
7084                 }
7085
7086                 /*
7087                  * We failed to reach balance because of affinity.
7088                  */
7089                 if (sd_parent) {
7090                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
7091
7092                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0)
7093                                 *group_imbalance = 1;
7094                 }
7095
7096                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
7097                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
7098                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
7099                         if (!cpumask_empty(cpus)) {
7100                                 env.loop = 0;
7101                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
7102                                 goto redo;
7103                         }
7104                         goto out_all_pinned;
7105                 }
7106         }
7107
7108         if (!ld_moved) {
7109                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
7110                 /*
7111                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
7112                  * We do not want newidle balance, which can be very
7113                  * frequent, pollute the failure counter causing
7114                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
7115                  */
7116                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
7117                         sd->nr_balance_failed++;
7118
7119                 if (need_active_balance(&env)) {
7120                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
7121
7122                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
7123                          * if the curr task on busiest cpu can't be
7124                          * moved to this_cpu
7125                          */
7126                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
7127                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
7128                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
7129                                                             flags);
7130                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
7131                                 goto out_one_pinned;
7132                         }
7133
7134                         /*
7135                          * ->active_balance synchronizes accesses to
7136                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
7137                          * only after active load balance is finished.
7138                          */
7139                         if (!busiest->active_balance) {
7140                                 busiest->active_balance = 1;
7141                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
7142                                 active_balance = 1;
7143                         }
7144                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
7145
7146                         if (active_balance) {
7147                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
7148                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
7149                                         &busiest->active_balance_work);
7150                         }
7151
7152                         /*
7153                          * We've kicked active balancing, reset the failure
7154                          * counter.
7155                          */
7156                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
7157                 }
7158         } else
7159                 sd->nr_balance_failed = 0;
7160
7161         if (likely(!active_balance)) {
7162                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
7163                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
7164         } else {
7165                 /*
7166                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
7167                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
7168                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
7169                  * detach_tasks).
7170                  */
7171                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
7172                         sd->balance_interval *= 2;
7173         }
7174
7175         goto out;
7176
7177 out_balanced:
7178         /*
7179          * We reach balance although we may have faced some affinity
7180          * constraints. Clear the imbalance flag if it was set.
7181          */
7182         if (sd_parent) {
7183                 int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
7184
7185                 if (*group_imbalance)
7186                         *group_imbalance = 0;
7187         }
7188
7189 out_all_pinned:
7190         /*
7191          * We reach balance because all tasks are pinned at this level so
7192          * we can't migrate them. Let the imbalance flag set so parent level
7193          * can try to migrate them.
7194          */
7195         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
7196
7197         sd->nr_balance_failed = 0;
7198
7199 out_one_pinned:
7200         /* tune up the balancing interval */
7201         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
7202                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
7203                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
7204                 sd->balance_interval *= 2;
7205
7206         ld_moved = 0;
7207 out:
7208         return ld_moved;
7209 }
7210
7211 static inline unsigned long
7212 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
7213 {
7214         unsigned long interval = sd->balance_interval;
7215
7216         if (cpu_busy)
7217                 interval *= sd->busy_factor;
7218
7219         /* scale ms to jiffies */
7220         interval = msecs_to_jiffies(interval);
7221         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
7222
7223         return interval;
7224 }
7225
7226 static inline void
7227 update_next_balance(struct sched_domain *sd, int cpu_busy, unsigned long *next_balance)
7228 {
7229         unsigned long interval, next;
7230
7231         interval = get_sd_balance_interval(sd, cpu_busy);
7232         next = sd->last_balance + interval;
7233
7234         if (time_after(*next_balance, next))
7235                 *next_balance = next;
7236 }
7237
7238 /*
7239  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
7240  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
7241  */
7242 static int idle_balance(struct rq *this_rq)
7243 {
7244         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
7245         int this_cpu = this_rq->cpu;
7246         struct sched_domain *sd;
7247         int pulled_task = 0;
7248         u64 curr_cost = 0;
7249
7250         idle_enter_fair(this_rq);
7251
7252         /*
7253          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
7254          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
7255          */
7256         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
7257
7258         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost ||
7259             !this_rq->rd->overload) {
7260                 rcu_read_lock();
7261                 sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
7262                 if (sd)
7263                         update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
7264                 rcu_read_unlock();
7265
7266                 goto out;
7267         }
7268
7269         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
7270
7271         update_blocked_averages(this_cpu);
7272         rcu_read_lock();
7273         for_each_domain(this_cpu, sd) {
7274                 int continue_balancing = 1;
7275                 u64 t0, domain_cost;
7276
7277                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
7278                         continue;
7279
7280                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost) {
7281                         update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
7282                         break;
7283                 }
7284
7285                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
7286                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
7287
7288                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
7289                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
7290                                                    &continue_balancing);
7291
7292                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
7293                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
7294                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
7295
7296                         curr_cost += domain_cost;
7297                 }
7298
7299                 update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
7300
7301                 /*
7302                  * Stop searching for tasks to pull if there are
7303                  * now runnable tasks on this rq.
7304                  */
7305                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0)
7306                         break;
7307         }
7308         rcu_read_unlock();
7309
7310         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
7311
7312         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
7313                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
7314
7315         /*
7316          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
7317          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
7318          * pretend we pulled a task.
7319          */
7320         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
7321                 pulled_task = 1;
7322
7323 out:
7324         /* Move the next balance forward */
7325         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
7326                 this_rq->next_balance = next_balance;
7327
7328         /* Is there a task of a high priority class? */
7329         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
7330                 pulled_task = -1;
7331
7332         if (pulled_task) {
7333                 idle_exit_fair(this_rq);
7334                 this_rq->idle_stamp = 0;
7335         }
7336
7337         return pulled_task;
7338 }
7339
7340 /*
7341  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
7342  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
7343  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
7344  * avoids physical / logical imbalances.
7345  */
7346 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
7347 {
7348         struct rq *busiest_rq = data;
7349         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
7350         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
7351         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
7352         struct sched_domain *sd;
7353         struct task_struct *p = NULL;
7354
7355         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
7356
7357         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
7358         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
7359                      !busiest_rq->active_balance))
7360                 goto out_unlock;
7361
7362         /* Is there any task to move? */
7363         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
7364                 goto out_unlock;
7365
7366         /*
7367          * This condition is "impossible", if it occurs
7368          * we need to fix it. Originally reported by
7369          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
7370          */
7371         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
7372
7373         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
7374         rcu_read_lock();
7375         for_each_domain(target_cpu, sd) {
7376                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
7377                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
7378                                 break;
7379         }
7380
7381         if (likely(sd)) {
7382                 struct lb_env env = {
7383                         .sd             = sd,
7384                         .dst_cpu        = target_cpu,
7385                         .dst_rq         = target_rq,
7386                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
7387                         .src_rq         = busiest_rq,
7388                         .idle           = CPU_IDLE,
7389                 };
7390
7391                 schedstat_inc(sd, alb_count);
7392
7393                 p = detach_one_task(&env);
7394                 if (p)
7395                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
7396                 else
7397                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
7398         }
7399         rcu_read_unlock();
7400 out_unlock:
7401         busiest_rq->active_balance = 0;
7402         raw_spin_unlock(&busiest_rq->lock);
7403
7404         if (p)
7405                 attach_one_task(target_rq, p);
7406
7407         local_irq_enable();
7408
7409         return 0;
7410 }
7411
7412 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
7413 {
7414         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
7415 }
7416
7417 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7418 /*
7419  * idle load balancing details
7420  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
7421  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
7422  *   load balancing for all the idle CPUs.
7423  */
7424 static struct {
7425         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
7426         atomic_t nr_cpus;
7427         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
7428 } nohz ____cacheline_aligned;
7429
7430 static inline int find_new_ilb(void)
7431 {
7432         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
7433
7434         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
7435                 return ilb;
7436
7437         return nr_cpu_ids;
7438 }
7439
7440 /*
7441  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
7442  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
7443  * CPU (if there is one).
7444  */
7445 static void nohz_balancer_kick(void)
7446 {
7447         int ilb_cpu;
7448
7449         nohz.next_balance++;
7450
7451         ilb_cpu = find_new_ilb();
7452
7453         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
7454                 return;
7455
7456         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
7457                 return;
7458         /*
7459          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
7460          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
7461          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
7462          * will be run before returning from the IPI.
7463          */
7464         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
7465         return;
7466 }
7467
7468 static inline void nohz_balance_exit_idle(int cpu)
7469 {
7470         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
7471                 /*
7472                  * Completely isolated CPUs don't ever set, so we must test.
7473                  */
7474                 if (likely(cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))) {
7475                         cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
7476                         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
7477                 }
7478                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
7479         }
7480 }
7481
7482 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
7483 {
7484         struct sched_domain *sd;
7485         int cpu = smp_processor_id();
7486
7487         rcu_read_lock();
7488         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
7489
7490         if (!sd || !sd->nohz_idle)
7491                 goto unlock;
7492         sd->nohz_idle = 0;
7493
7494         atomic_inc(&sd->groups->sgc->nr_busy_cpus);
7495 unlock:
7496         rcu_read_unlock();
7497 }
7498
7499 void set_cpu_sd_state_idle(void)
7500 {
7501         struct sched_domain *sd;
7502         int cpu = smp_processor_id();
7503
7504         rcu_read_lock();
7505         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
7506
7507         if (!sd || sd->nohz_idle)
7508                 goto unlock;
7509         sd->nohz_idle = 1;
7510
7511         atomic_dec(&sd->groups->sgc->nr_busy_cpus);
7512 unlock:
7513         rcu_read_unlock();
7514 }
7515
7516 /*
7517  * This routine will record that the cpu is going idle with tick stopped.
7518  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
7519  */
7520 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
7521 {
7522         /*
7523          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
7524          */
7525         if (!cpu_active(cpu))
7526                 return;
7527
7528         if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
7529                 return;
7530
7531         /*
7532          * If we're a completely isolated CPU, we don't play.
7533          */
7534         if (on_null_domain(cpu_rq(cpu)))
7535                 return;
7536
7537         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
7538         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
7539         set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
7540 }
7541
7542 static int sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
7543                                         unsigned long action, void *hcpu)
7544 {
7545         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
7546         case CPU_DYING:
7547                 nohz_balance_exit_idle(smp_processor_id());
7548                 return NOTIFY_OK;
7549         default:
7550                 return NOTIFY_DONE;
7551         }
7552 }
7553 #endif
7554
7555 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
7556
7557 /*
7558  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
7559  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
7560  */
7561 void update_max_interval(void)
7562 {
7563         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
7564 }
7565
7566 /*
7567  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
7568  * and initiates a balancing operation if so.
7569  *
7570  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
7571  */
7572 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
7573 {
7574         int continue_balancing = 1;
7575         int cpu = rq->cpu;
7576         unsigned long interval;
7577         struct sched_domain *sd;
7578         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
7579         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
7580         int update_next_balance = 0;
7581         int need_serialize, need_decay = 0;
7582         u64 max_cost = 0;
7583
7584         update_blocked_averages(cpu);
7585
7586         rcu_read_lock();
7587         for_each_domain(cpu, sd) {
7588                 /*
7589                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
7590                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
7591                  */
7592                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
7593                         sd->max_newidle_lb_cost =
7594                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
7595                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
7596                         need_decay = 1;
7597                 }
7598                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
7599
7600                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
7601                         continue;
7602
7603                 /*
7604                  * Stop the load balance at this level. There is another
7605                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
7606                  * actively.
7607                  */
7608                 if (!continue_balancing) {
7609                         if (need_decay)
7610                                 continue;
7611                         break;
7612                 }
7613
7614                 interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
7615
7616                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
7617                 if (need_serialize) {
7618                         if (!spin_trylock(&balancing))
7619                                 goto out;
7620                 }
7621
7622                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
7623                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
7624                                 /*
7625                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
7626                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
7627                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
7628                                  */
7629                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
7630                         }
7631                         sd->last_balance = jiffies;
7632                         interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
7633                 }
7634                 if (need_serialize)
7635                         spin_unlock(&balancing);
7636 out:
7637                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
7638                         next_balance = sd->last_balance + interval;
7639                         update_next_balance = 1;
7640                 }
7641         }
7642         if (need_decay) {
7643                 /*
7644                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
7645                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
7646                  */
7647                 rq->max_idle_balance_cost =
7648                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
7649         }
7650         rcu_read_unlock();
7651
7652         /*
7653          * next_balance will be updated only when there is a need.
7654          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
7655          * updated.
7656          */
7657         if (likely(update_next_balance)) {
7658                 rq->next_balance = next_balance;
7659
7660 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7661                 /*
7662                  * If this CPU has been elected to perform the nohz idle
7663                  * balance. Other idle CPUs have already rebalanced with
7664                  * nohz_idle_balance() and nohz.next_balance has been
7665                  * updated accordingly. This CPU is now running the idle load
7666                  * balance for itself and we need to update the
7667                  * nohz.next_balance accordingly.
7668                  */
7669                 if ((idle == CPU_IDLE) && time_after(nohz.next_balance, rq->next_balance))
7670                         nohz.next_balance = rq->next_balance;
7671 #endif
7672         }
7673 }
7674
7675 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7676 /*
7677  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
7678  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
7679  */
7680 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
7681 {
7682         int this_cpu = this_rq->cpu;
7683         struct rq *rq;
7684         int balance_cpu;
7685         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
7686         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
7687         int update_next_balance = 0;
7688
7689         if (idle != CPU_IDLE ||
7690             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
7691                 goto end;
7692
7693         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
7694                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
7695                         continue;
7696
7697                 /*
7698                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
7699                  * work being done for other cpus. Next load
7700                  * balancing owner will pick it up.
7701                  */
7702                 if (need_resched())
7703                         break;
7704
7705                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
7706
7707                 /*
7708                  * If time for next balance is due,
7709                  * do the balance.
7710                  */
7711                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
7712                         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
7713                         update_rq_clock(rq);
7714                         update_idle_cpu_load(rq);
7715                         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
7716                         rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
7717                 }
7718
7719                 if (time_after(next_balance, rq->next_balance)) {
7720                         next_balance = rq->next_balance;
7721                         update_next_balance = 1;
7722                 }
7723         }
7724
7725         /*
7726          * next_balance will be updated only when there is a need.
7727          * When the CPU is attached to null domain for ex, it will not be
7728          * updated.
7729          */
7730         if (likely(update_next_balance))
7731                 nohz.next_balance = next_balance;
7732 end:
7733         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
7734 }
7735
7736 /*
7737  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
7738  * of an idle cpu in the system.
7739  *   - This rq has more than one task.
7740  *   - This rq has at least one CFS task and the capacity of the CPU is
7741  *     significantly reduced because of RT tasks or IRQs.
7742  *   - At parent of LLC scheduler domain level, this cpu's scheduler group has
7743  *     multiple busy cpu.
7744  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
7745  *     domain span are idle.
7746  */
7747 static inline bool nohz_kick_needed(struct rq *rq)
7748 {
7749         unsigned long now = jiffies;
7750         struct sched_domain *sd;
7751         struct sched_group_capacity *sgc;
7752         int nr_busy, cpu = rq->cpu;
7753         bool kick = false;
7754
7755         if (unlikely(rq->idle_balance))
7756                 return false;
7757
7758        /*
7759         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
7760         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
7761         */
7762         set_cpu_sd_state_busy();
7763         nohz_balance_exit_idle(cpu);
7764
7765         /*
7766          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
7767          * balancing.
7768          */
7769         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
7770                 return false;
7771
7772         if (time_before(now, nohz.next_balance))
7773                 return false;
7774
7775         if (rq->nr_running >= 2)
7776                 return true;
7777
7778         rcu_read_lock();
7779         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
7780         if (sd) {
7781                 sgc = sd->groups->sgc;
7782                 nr_busy = atomic_read(&sgc->nr_busy_cpus);
7783
7784                 if (nr_busy > 1) {
7785                         kick = true;
7786                         goto unlock;
7787                 }
7788
7789         }
7790
7791         sd = rcu_dereference(rq->sd);
7792         if (sd) {
7793                 if ((rq->cfs.h_nr_running >= 1) &&
7794                                 check_cpu_capacity(rq, sd)) {
7795                         kick = true;
7796                         goto unlock;
7797                 }
7798         }
7799
7800         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym, cpu));
7801         if (sd && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
7802                                   sched_domain_span(sd)) < cpu)) {
7803                 kick = true;
7804                 goto unlock;
7805         }
7806
7807 unlock:
7808         rcu_read_unlock();
7809         return kick;
7810 }
7811 #else
7812 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle) { }
7813 #endif
7814
7815 /*
7816  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
7817  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
7818  */
7819 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
7820 {
7821         struct rq *this_rq = this_rq();
7822         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
7823                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
7824
7825         /*
7826          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
7827          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
7828          * stopped. Do nohz_idle_balance *before* rebalance_domains to
7829          * give the idle cpus a chance to load balance. Else we may
7830          * load balance only within the local sched_domain hierarchy
7831          * and abort nohz_idle_balance altogether if we pull some load.
7832          */
7833         nohz_idle_balance(this_rq, idle);
7834         rebalance_domains(this_rq, idle);
7835 }
7836
7837 /*
7838  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
7839  */
7840 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
7841 {
7842         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
7843         if (unlikely(on_null_domain(rq)))
7844                 return;
7845
7846         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
7847                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
7848 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7849         if (nohz_kick_needed(rq))
7850                 nohz_balancer_kick();
7851 #endif
7852 }
7853
7854 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
7855 {
7856         update_sysctl();
7857
7858         update_runtime_enabled(rq);
7859 }
7860
7861 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
7862 {
7863         update_sysctl();
7864
7865         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
7866         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
7867 }
7868
7869 #endif /* CONFIG_SMP */
7870
7871 /*
7872  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
7873  */
7874 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
7875 {
7876         struct cfs_rq *cfs_rq;
7877         struct sched_entity *se = &curr->se;
7878
7879         for_each_sched_entity(se) {
7880                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7881                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
7882         }
7883
7884         if (!static_branch_unlikely(&sched_numa_balancing))
7885                 task_tick_numa(rq, curr);
7886 }
7887
7888 /*
7889  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
7890  *  - child not yet on the tasklist
7891  *  - preemption disabled
7892  */
7893 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
7894 {
7895         struct cfs_rq *cfs_rq;
7896         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
7897         int this_cpu = smp_processor_id();
7898         struct rq *rq = this_rq();
7899         unsigned long flags;
7900
7901         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7902
7903         update_rq_clock(rq);
7904
7905         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
7906         curr = cfs_rq->curr;
7907
7908         /*
7909          * Not only the cpu but also the task_group of the parent might have
7910          * been changed after parent->se.parent,cfs_rq were copied to
7911          * child->se.parent,cfs_rq. So call __set_task_cpu() to make those
7912          * of child point to valid ones.
7913          */
7914         rcu_read_lock();
7915         __set_task_cpu(p, this_cpu);
7916         rcu_read_unlock();
7917
7918         update_curr(cfs_rq);
7919
7920         if (curr)
7921                 se->vruntime = curr->vruntime;
7922         place_entity(cfs_rq, se, 1);
7923
7924         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
7925                 /*
7926                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
7927                  * 'current' within the tree based on its new key value.
7928                  */
7929                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
7930                 resched_curr(rq);
7931         }
7932
7933         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
7934
7935         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7936 }
7937
7938 /*
7939  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
7940  * the current task.
7941  */
7942 static void
7943 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
7944 {
7945         if (!task_on_rq_queued(p))
7946                 return;
7947
7948         /*
7949          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
7950          * our priority decreased, or if we are not currently running on
7951          * this runqueue and our priority is higher than the current's
7952          */
7953         if (rq->curr == p) {
7954                 if (p->prio > oldprio)
7955                         resched_curr(rq);
7956         } else
7957                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
7958 }
7959
7960 static inline bool vruntime_normalized(struct task_struct *p)
7961 {
7962         struct sched_entity *se = &p->se;
7963
7964         /*
7965          * In both the TASK_ON_RQ_QUEUED and TASK_ON_RQ_MIGRATING cases,
7966          * the dequeue_entity(.flags=0) will already have normalized the
7967          * vruntime.
7968          */
7969         if (p->on_rq)
7970                 return true;
7971
7972         /*
7973          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
7974          * But there are some cases where it has already been normalized:
7975          *
7976          * - A forked child which is waiting for being woken up by
7977          *   wake_up_new_task().
7978          * - A task which has been woken up by try_to_wake_up() and
7979          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
7980          */
7981         if (!se->sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING)
7982                 return true;
7983
7984         return false;
7985 }
7986
7987 static void detach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
7988 {
7989         struct sched_entity *se = &p->se;
7990         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7991
7992         if (!vruntime_normalized(p)) {
7993                 /*
7994                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
7995                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
7996                  */
7997                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
7998                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
7999         }
8000
8001         /* Catch up with the cfs_rq and remove our load when we leave */
8002         detach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
8003 }
8004
8005 static void attach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
8006 {
8007         struct sched_entity *se = &p->se;
8008         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
8009
8010 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8011         /*
8012          * Since the real-depth could have been changed (only FAIR
8013          * class maintain depth value), reset depth properly.
8014          */
8015         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
8016 #endif
8017
8018         /* Synchronize task with its cfs_rq */
8019         attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
8020
8021         if (!vruntime_normalized(p))
8022                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
8023 }
8024
8025 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
8026 {
8027         detach_task_cfs_rq(p);
8028 }
8029
8030 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
8031 {
8032         attach_task_cfs_rq(p);
8033
8034         if (task_on_rq_queued(p)) {
8035                 /*
8036                  * We were most likely switched from sched_rt, so
8037                  * kick off the schedule if running, otherwise just see
8038                  * if we can still preempt the current task.
8039                  */
8040                 if (rq->curr == p)
8041                         resched_curr(rq);
8042                 else
8043                         check_preempt_curr(rq, p, 0);
8044         }
8045 }
8046
8047 /* Account for a task changing its policy or group.
8048  *
8049  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
8050  * migrates between groups/classes.
8051  */
8052 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
8053 {
8054         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
8055
8056         for_each_sched_entity(se) {
8057                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
8058
8059                 set_next_entity(cfs_rq, se);
8060                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
8061                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
8062         }
8063 }
8064
8065 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
8066 {
8067         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
8068         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
8069 #ifndef CONFIG_64BIT
8070         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
8071 #endif
8072 #ifdef CONFIG_SMP
8073         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_load_avg, 0);
8074         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_util_avg, 0);
8075 #endif
8076 }
8077
8078 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8079 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p)
8080 {
8081         detach_task_cfs_rq(p);
8082         set_task_rq(p, task_cpu(p));
8083
8084 #ifdef CONFIG_SMP
8085         /* Tell se's cfs_rq has been changed -- migrated */
8086         p->se.avg.last_update_time = 0;
8087 #endif
8088         attach_task_cfs_rq(p);
8089 }
8090
8091 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
8092 {
8093         int i;
8094
8095         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
8096
8097         for_each_possible_cpu(i) {
8098                 if (tg->cfs_rq)
8099                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
8100                 if (tg->se) {
8101                         if (tg->se[i])
8102                                 remove_entity_load_avg(tg->se[i]);
8103                         kfree(tg->se[i]);
8104                 }
8105         }
8106
8107         kfree(tg->cfs_rq);
8108         kfree(tg->se);
8109 }
8110
8111 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
8112 {
8113         struct cfs_rq *cfs_rq;
8114         struct sched_entity *se;
8115         int i;
8116
8117         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
8118         if (!tg->cfs_rq)
8119                 goto err;
8120         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
8121         if (!tg->se)
8122                 goto err;
8123
8124         tg->shares = NICE_0_LOAD;
8125
8126         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
8127
8128         for_each_possible_cpu(i) {
8129                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
8130                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
8131                 if (!cfs_rq)
8132                         goto err;
8133
8134                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
8135                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
8136                 if (!se)
8137                         goto err_free_rq;
8138
8139                 init_cfs_rq(cfs_rq);
8140                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
8141                 init_entity_runnable_average(se);
8142         }
8143
8144         return 1;
8145
8146 err_free_rq:
8147         kfree(cfs_rq);
8148 err:
8149         return 0;
8150 }
8151
8152 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
8153 {
8154         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8155         unsigned long flags;
8156
8157         /*
8158         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
8159         * check on_list without danger of it being re-added.
8160         */
8161         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
8162                 return;
8163
8164         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
8165         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
8166         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
8167 }
8168
8169 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
8170                         struct sched_entity *se, int cpu,
8171                         struct sched_entity *parent)
8172 {
8173         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8174
8175         cfs_rq->tg = tg;
8176         cfs_rq->rq = rq;
8177         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
8178
8179         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
8180         tg->se[cpu] = se;
8181
8182         /* se could be NULL for root_task_group */
8183         if (!se)
8184                 return;
8185
8186         if (!parent) {
8187                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
8188                 se->depth = 0;
8189         } else {
8190                 se->cfs_rq = parent->my_q;
8191                 se->depth = parent->depth + 1;
8192         }
8193
8194         se->my_q = cfs_rq;
8195         /* guarantee group entities always have weight */
8196         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
8197         se->parent = parent;
8198 }
8199
8200 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
8201
8202 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
8203 {
8204         int i;
8205         unsigned long flags;
8206
8207         /*
8208          * We can't change the weight of the root cgroup.
8209          */
8210         if (!tg->se[0])
8211                 return -EINVAL;
8212
8213         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
8214
8215         mutex_lock(&shares_mutex);
8216         if (tg->shares == shares)
8217                 goto done;
8218
8219         tg->shares = shares;
8220         for_each_possible_cpu(i) {
8221                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
8222                 struct sched_entity *se;
8223
8224                 se = tg->se[i];
8225                 /* Propagate contribution to hierarchy */
8226                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
8227
8228                 /* Possible calls to update_curr() need rq clock */
8229                 update_rq_clock(rq);
8230                 for_each_sched_entity(se)
8231                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
8232                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
8233         }
8234
8235 done:
8236         mutex_unlock(&shares_mutex);
8237         return 0;
8238 }
8239 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8240
8241 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
8242
8243 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
8244 {
8245         return 1;
8246 }
8247
8248 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
8249
8250 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8251
8252
8253 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
8254 {
8255         struct sched_entity *se = &task->se;
8256         unsigned int rr_interval = 0;
8257
8258         /*
8259          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
8260          * idle runqueue:
8261          */
8262         if (rq->cfs.load.weight)
8263                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
8264
8265         return rr_interval;
8266 }
8267
8268 /*
8269  * All the scheduling class methods:
8270  */
8271 const struct sched_class fair_sched_class = {
8272         .next                   = &idle_sched_class,
8273         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
8274         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
8275         .yield_task             = yield_task_fair,
8276         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
8277
8278         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
8279
8280         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
8281         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
8282
8283 #ifdef CONFIG_SMP
8284         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
8285         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
8286
8287         .rq_online              = rq_online_fair,
8288         .rq_offline             = rq_offline_fair,
8289
8290         .task_waking            = task_waking_fair,
8291         .task_dead              = task_dead_fair,
8292         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_common,
8293 #endif
8294
8295         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
8296         .task_tick              = task_tick_fair,
8297         .task_fork              = task_fork_fair,
8298
8299         .prio_changed           = prio_changed_fair,
8300         .switched_from          = switched_from_fair,
8301         .switched_to            = switched_to_fair,
8302
8303         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
8304
8305         .update_curr            = update_curr_fair,
8306
8307 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8308         .task_move_group        = task_move_group_fair,
8309 #endif
8310 };
8311
8312 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
8313 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
8314 {
8315         struct cfs_rq *cfs_rq;
8316
8317         rcu_read_lock();
8318         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
8319                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
8320         rcu_read_unlock();
8321 }
8322
8323 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8324 void show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m)
8325 {
8326         int node;
8327         unsigned long tsf = 0, tpf = 0, gsf = 0, gpf = 0;
8328
8329         for_each_online_node(node) {
8330                 if (p->numa_faults) {
8331                         tsf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
8332                         tpf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
8333                 }
8334                 if (p->numa_group) {
8335                         gsf = p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)],
8336                         gpf = p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
8337                 }
8338                 print_numa_stats(m, node, tsf, tpf, gsf, gpf);
8339         }
8340 }
8341 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
8342 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
8343
8344 __init void init_sched_fair_class(void)
8345 {
8346 #ifdef CONFIG_SMP
8347         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
8348
8349 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8350         nohz.next_balance = jiffies;
8351         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
8352         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
8353 #endif
8354 #endif /* SMP */
8355
8356 }