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