Merge branch 'linux-linaro-lsk-v4.4' into linux-linaro-lsk-v4.4-android
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / kernel / sched / fair.c
1 /*
2  * Completely Fair Scheduling (CFS) Class (SCHED_NORMAL/SCHED_BATCH)
3  *
4  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
5  *
6  *  Interactivity improvements by Mike Galbraith
7  *  (C) 2007 Mike Galbraith <efault@gmx.de>
8  *
9  *  Various enhancements by Dmitry Adamushko.
10  *  (C) 2007 Dmitry Adamushko <dmitry.adamushko@gmail.com>
11  *
12  *  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
13  *  Copyright IBM Corporation, 2007
14  *  Author: Srivatsa Vaddagiri <vatsa@linux.vnet.ibm.com>
15  *
16  *  Scaled math optimizations by Thomas Gleixner
17  *  Copyright (C) 2007, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
18  *
19  *  Adaptive scheduling granularity, math enhancements by Peter Zijlstra
20  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra
21  */
22
23 #include <linux/latencytop.h>
24 #include <linux/sched.h>
25 #include <linux/cpumask.h>
26 #include <linux/cpuidle.h>
27 #include <linux/slab.h>
28 #include <linux/profile.h>
29 #include <linux/interrupt.h>
30 #include <linux/mempolicy.h>
31 #include <linux/migrate.h>
32 #include <linux/task_work.h>
33 #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
1211         env->best_task = p;
1212         env->best_imp = imp;
1213         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1214 }
1215
1216 static bool load_too_imbalanced(long src_load, long dst_load,
1217                                 struct task_numa_env *env)
1218 {
1219         long imb, old_imb;
1220         long orig_src_load, orig_dst_load;
1221         long src_capacity, dst_capacity;
1222
1223         /*
1224          * The load is corrected for the CPU capacity available on each node.
1225          *
1226          * src_load        dst_load
1227          * ------------ vs ---------
1228          * src_capacity    dst_capacity
1229          */
1230         src_capacity = env->src_stats.compute_capacity;
1231         dst_capacity = env->dst_stats.compute_capacity;
1232
1233         /* We care about the slope of the imbalance, not the direction. */
1234         if (dst_load < src_load)
1235                 swap(dst_load, src_load);
1236
1237         /* Is the difference below the threshold? */
1238         imb = dst_load * src_capacity * 100 -
1239               src_load * dst_capacity * env->imbalance_pct;
1240         if (imb <= 0)
1241                 return false;
1242
1243         /*
1244          * The imbalance is above the allowed threshold.
1245          * Compare it with the old imbalance.
1246          */
1247         orig_src_load = env->src_stats.load;
1248         orig_dst_load = env->dst_stats.load;
1249
1250         if (orig_dst_load < orig_src_load)
1251                 swap(orig_dst_load, orig_src_load);
1252
1253         old_imb = orig_dst_load * src_capacity * 100 -
1254                   orig_src_load * dst_capacity * env->imbalance_pct;
1255
1256         /* Would this change make things worse? */
1257         return (imb > old_imb);
1258 }
1259
1260 /*
1261  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1262  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1263  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1264  * be exchanged with the source task
1265  */
1266 static void task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1267                               long taskimp, long groupimp)
1268 {
1269         struct rq *src_rq = cpu_rq(env->src_cpu);
1270         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1271         struct task_struct *cur;
1272         long src_load, dst_load;
1273         long load;
1274         long imp = env->p->numa_group ? groupimp : taskimp;
1275         long moveimp = imp;
1276         int dist = env->dist;
1277         bool assigned = false;
1278
1279         rcu_read_lock();
1280
1281         raw_spin_lock_irq(&dst_rq->lock);
1282         cur = dst_rq->curr;
1283         /*
1284          * No need to move the exiting task or idle task.
1285          */
1286         if ((cur->flags & PF_EXITING) || is_idle_task(cur))
1287                 cur = NULL;
1288         else {
1289                 /*
1290                  * The task_struct must be protected here to protect the
1291                  * p->numa_faults access in the task_weight since the
1292                  * numa_faults could already be freed in the following path:
1293                  * finish_task_switch()
1294                  *     --> put_task_struct()
1295                  *         --> __put_task_struct()
1296                  *             --> task_numa_free()
1297                  */
1298                 get_task_struct(cur);
1299         }
1300
1301         raw_spin_unlock_irq(&dst_rq->lock);
1302
1303         /*
1304          * Because we have preemption enabled we can get migrated around and
1305          * end try selecting ourselves (current == env->p) as a swap candidate.
1306          */
1307         if (cur == env->p)
1308                 goto unlock;
1309
1310         /*
1311          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1312          * source and destination node. Calculate the total differential for
1313          * the source task and potential destination task. The more negative
1314          * the value is, the more rmeote accesses that would be expected to
1315          * be incurred if the tasks were swapped.
1316          */
1317         if (cur) {
1318                 /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu */
1319                 if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, tsk_cpus_allowed(cur)))
1320                         goto unlock;
1321
1322                 /*
1323                  * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1324                  * in any group then look only at task weights.
1325                  */
1326                 if (cur->numa_group == env->p->numa_group) {
1327                         imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1328                               task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1329                         /*
1330                          * Add some hysteresis to prevent swapping the
1331                          * tasks within a group over tiny differences.
1332                          */
1333                         if (cur->numa_group)
1334                                 imp -= imp/16;
1335                 } else {
1336                         /*
1337                          * Compare the group weights. If a task is all by
1338                          * itself (not part of a group), use the task weight
1339                          * instead.
1340                          */
1341                         if (cur->numa_group)
1342                                 imp += group_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1343                                        group_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1344                         else
1345                                 imp += task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1346                                        task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1347                 }
1348         }
1349
1350         if (imp <= env->best_imp && moveimp <= env->best_imp)
1351                 goto unlock;
1352
1353         if (!cur) {
1354                 /* Is there capacity at our destination? */
1355                 if (env->src_stats.nr_running <= env->src_stats.task_capacity &&
1356                     !env->dst_stats.has_free_capacity)
1357                         goto unlock;
1358
1359                 goto balance;
1360         }
1361
1362         /* Balance doesn't matter much if we're running a task per cpu */
1363         if (imp > env->best_imp && src_rq->nr_running == 1 &&
1364                         dst_rq->nr_running == 1)
1365                 goto assign;
1366
1367         /*
1368          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1369          */
1370 balance:
1371         load = task_h_load(env->p);
1372         dst_load = env->dst_stats.load + load;
1373         src_load = env->src_stats.load - load;
1374
1375         if (moveimp > imp && moveimp > env->best_imp) {
1376                 /*
1377                  * If the improvement from just moving env->p direction is
1378                  * better than swapping tasks around, check if a move is
1379                  * possible. Store a slightly smaller score than moveimp,
1380                  * so an actually idle CPU will win.
1381                  */
1382                 if (!load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env)) {
1383                         imp = moveimp - 1;
1384                         put_task_struct(cur);
1385                         cur = NULL;
1386                         goto assign;
1387                 }
1388         }
1389
1390         if (imp <= env->best_imp)
1391                 goto unlock;
1392
1393         if (cur) {
1394                 load = task_h_load(cur);
1395                 dst_load -= load;
1396                 src_load += load;
1397         }
1398
1399         if (load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env))
1400                 goto unlock;
1401
1402         /*
1403          * One idle CPU per node is evaluated for a task numa move.
1404          * Call select_idle_sibling to maybe find a better one.
1405          */
1406         if (!cur)
1407                 env->dst_cpu = select_idle_sibling(env->p, env->dst_cpu);
1408
1409 assign:
1410         assigned = true;
1411         task_numa_assign(env, cur, imp);
1412 unlock:
1413         rcu_read_unlock();
1414         /*
1415          * The dst_rq->curr isn't assigned. The protection for task_struct is
1416          * finished.
1417          */
1418         if (cur && !assigned)
1419                 put_task_struct(cur);
1420 }
1421
1422 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1423                                 long taskimp, long groupimp)
1424 {
1425         int cpu;
1426
1427         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1428                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1429                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(env->p)))
1430                         continue;
1431
1432                 env->dst_cpu = cpu;
1433                 task_numa_compare(env, taskimp, groupimp);
1434         }
1435 }
1436
1437 /* Only move tasks to a NUMA node less busy than the current node. */
1438 static bool numa_has_capacity(struct task_numa_env *env)
1439 {
1440         struct numa_stats *src = &env->src_stats;
1441         struct numa_stats *dst = &env->dst_stats;
1442
1443         if (src->has_free_capacity && !dst->has_free_capacity)
1444                 return false;
1445
1446         /*
1447          * Only consider a task move if the source has a higher load
1448          * than the destination, corrected for CPU capacity on each node.
1449          *
1450          *      src->load                dst->load
1451          * --------------------- vs ---------------------
1452          * src->compute_capacity    dst->compute_capacity
1453          */
1454         if (src->load * dst->compute_capacity * env->imbalance_pct >
1455
1456             dst->load * src->compute_capacity * 100)
1457                 return true;
1458
1459         return false;
1460 }
1461
1462 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1463 {
1464         struct task_numa_env env = {
1465                 .p = p,
1466
1467                 .src_cpu = task_cpu(p),
1468                 .src_nid = task_node(p),
1469
1470                 .imbalance_pct = 112,
1471
1472                 .best_task = NULL,
1473                 .best_imp = 0,
1474                 .best_cpu = -1
1475         };
1476         struct sched_domain *sd;
1477         unsigned long taskweight, groupweight;
1478         int nid, ret, dist;
1479         long taskimp, groupimp;
1480
1481         /*
1482          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1483          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1484          *
1485          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1486          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1487          * to satisfy here.
1488          */
1489         rcu_read_lock();
1490         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1491         if (sd)
1492                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1493         rcu_read_unlock();
1494
1495         /*
1496          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
1497          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
1498          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
1499          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
1500          */
1501         if (unlikely(!sd)) {
1502                 p->numa_preferred_nid = task_node(p);
1503                 return -EINVAL;
1504         }
1505
1506         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
1507         dist = env.dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1508         taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1509         groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1510         update_numa_stats(&env.src_stats, env.src_nid);
1511         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid, dist) - taskweight;
1512         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid, dist) - groupweight;
1513         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1514
1515         /* Try to find a spot on the preferred nid. */
1516         if (numa_has_capacity(&env))
1517                 task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1518
1519         /*
1520          * Look at other nodes in these cases:
1521          * - there is no space available on the preferred_nid
1522          * - the task is part of a numa_group that is interleaved across
1523          *   multiple NUMA nodes; in order to better consolidate the group,
1524          *   we need to check other locations.
1525          */
1526         if (env.best_cpu == -1 || (p->numa_group &&
1527                         nodes_weight(p->numa_group->active_nodes) > 1)) {
1528                 for_each_online_node(nid) {
1529                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
1530                                 continue;
1531
1532                         dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1533                         if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1534                                                 dist != env.dist) {
1535                                 taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1536                                 groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1537                         }
1538
1539                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
1540                         taskimp = task_weight(p, nid, dist) - taskweight;
1541                         groupimp = group_weight(p, nid, dist) - groupweight;
1542                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
1543                                 continue;
1544
1545                         env.dist = dist;
1546                         env.dst_nid = nid;
1547                         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1548                         if (numa_has_capacity(&env))
1549                                 task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1550                 }
1551         }
1552
1553         /*
1554          * If the task is part of a workload that spans multiple NUMA nodes,
1555          * and is migrating into one of the workload's active nodes, remember
1556          * this node as the task's preferred numa node, so the workload can
1557          * settle down.
1558          * A task that migrated to a second choice node will be better off
1559          * trying for a better one later. Do not set the preferred node here.
1560          */
1561         if (p->numa_group) {
1562                 if (env.best_cpu == -1)
1563                         nid = env.src_nid;
1564                 else
1565                         nid = env.dst_nid;
1566
1567                 if (node_isset(nid, p->numa_group->active_nodes))
1568                         sched_setnuma(p, env.dst_nid);
1569         }
1570
1571         /* No better CPU than the current one was found. */
1572         if (env.best_cpu == -1)
1573                 return -EAGAIN;
1574
1575         /*
1576          * Reset the scan period if the task is being rescheduled on an
1577          * alternative node to recheck if the tasks is now properly placed.
1578          */
1579         p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1580
1581         if (env.best_task == NULL) {
1582                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
1583                 if (ret != 0)
1584                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_cpu);
1585                 return ret;
1586         }
1587
1588         ret = migrate_swap(p, env.best_task);
1589         if (ret != 0)
1590                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, task_cpu(env.best_task));
1591         put_task_struct(env.best_task);
1592         return ret;
1593 }
1594
1595 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
1596 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
1597 {
1598         unsigned long interval = HZ;
1599
1600         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
1601         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == -1 || !p->numa_faults))
1602                 return;
1603
1604         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
1605         interval = min(interval, msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period) / 16);
1606         p->numa_migrate_retry = jiffies + interval;
1607
1608         /* Success if task is already running on preferred CPU */
1609         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
1610                 return;
1611
1612         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
1613         task_numa_migrate(p);
1614 }
1615
1616 /*
1617  * Find the nodes on which the workload is actively running. We do this by
1618  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
1619  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
1620  * located.
1621  *
1622  * The bitmask is used to make smarter decisions on when to do NUMA page
1623  * migrations, To prevent flip-flopping, and excessive page migrations, nodes
1624  * are added when they cause over 6/16 of the maximum number of faults, but
1625  * only removed when they drop below 3/16.
1626  */
1627 static void update_numa_active_node_mask(struct numa_group *numa_group)
1628 {
1629         unsigned long faults, max_faults = 0;
1630         int nid;
1631
1632         for_each_online_node(nid) {
1633                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1634                 if (faults > max_faults)
1635                         max_faults = faults;
1636         }
1637
1638         for_each_online_node(nid) {
1639                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1640                 if (!node_isset(nid, numa_group->active_nodes)) {
1641                         if (faults > max_faults * 6 / 16)
1642                                 node_set(nid, numa_group->active_nodes);
1643                 } else if (faults < max_faults * 3 / 16)
1644                         node_clear(nid, numa_group->active_nodes);
1645         }
1646 }
1647
1648 /*
1649  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
1650  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
1651  * period will be for the next scan window. If local/(local+remote) ratio is
1652  * below NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS)
1653  * the scan period will decrease. Aim for 70% local accesses.
1654  */
1655 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
1656 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 7
1657
1658 /*
1659  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
1660  * our memory is already on our local node, or if the majority of
1661  * the page accesses are shared with other processes.
1662  * Otherwise, decrease the scan period.
1663  */
1664 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
1665                         unsigned long shared, unsigned long private)
1666 {
1667         unsigned int period_slot;
1668         int ratio;
1669         int diff;
1670
1671         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
1672         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
1673
1674         /*
1675          * If there were no record hinting faults then either the task is
1676          * completely idle or all activity is areas that are not of interest
1677          * to automatic numa balancing. Related to that, if there were failed
1678          * migration then it implies we are migrating too quickly or the local
1679          * node is overloaded. In either case, scan slower
1680          */
1681         if (local + shared == 0 || p->numa_faults_locality[2]) {
1682                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1683                         p->numa_scan_period << 1);
1684
1685                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
1686                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1687
1688                 return;
1689         }
1690
1691         /*
1692          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
1693          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
1694          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
1695          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
1696          */
1697         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
1698         ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
1699         if (ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
1700                 int slot = ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
1701                 if (!slot)
1702                         slot = 1;
1703                 diff = slot * period_slot;
1704         } else {
1705                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
1706
1707                 /*
1708                  * Scale scan rate increases based on sharing. There is an
1709                  * inverse relationship between the degree of sharing and
1710                  * the adjustment made to the scanning period. Broadly
1711                  * speaking the intent is that there is little point
1712                  * scanning faster if shared accesses dominate as it may
1713                  * simply bounce migrations uselessly
1714                  */
1715                 ratio = DIV_ROUND_UP(private * NUMA_PERIOD_SLOTS, (private + shared + 1));
1716                 diff = (diff * ratio) / NUMA_PERIOD_SLOTS;
1717         }
1718
1719         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
1720                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
1721         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
1722 }
1723
1724 /*
1725  * Get the fraction of time the task has been running since the last
1726  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
1727  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
1728  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
1729  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
1730  */
1731 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
1732 {
1733         u64 runtime, delta, now;
1734         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
1735         now = p->se.exec_start;
1736         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1737
1738         if (p->last_task_numa_placement) {
1739                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
1740                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
1741         } else {
1742                 delta = p->se.avg.load_sum / p->se.load.weight;
1743                 *period = LOAD_AVG_MAX;
1744         }
1745
1746         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
1747         p->last_task_numa_placement = now;
1748
1749         return delta;
1750 }
1751
1752 /*
1753  * Determine the preferred nid for a task in a numa_group. This needs to
1754  * be done in a way that produces consistent results with group_weight,
1755  * otherwise workloads might not converge.
1756  */
1757 static int preferred_group_nid(struct task_struct *p, int nid)
1758 {
1759         nodemask_t nodes;
1760         int dist;
1761
1762         /* Direct connections between all NUMA nodes. */
1763         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
1764                 return nid;
1765
1766         /*
1767          * On a system with glueless mesh NUMA topology, group_weight
1768          * scores nodes according to the number of NUMA hinting faults on
1769          * both the node itself, and on nearby nodes.
1770          */
1771         if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1772                 unsigned long score, max_score = 0;
1773                 int node, max_node = nid;
1774
1775                 dist = sched_max_numa_distance;
1776
1777                 for_each_online_node(node) {
1778                         score = group_weight(p, node, dist);
1779                         if (score > max_score) {
1780                                 max_score = score;
1781                                 max_node = node;
1782                         }
1783                 }
1784                 return max_node;
1785         }
1786
1787         /*
1788          * Finding the preferred nid in a system with NUMA backplane
1789          * interconnect topology is more involved. The goal is to locate
1790          * tasks from numa_groups near each other in the system, and
1791          * untangle workloads from different sides of the system. This requires
1792          * searching down the hierarchy of node groups, recursively searching
1793          * inside the highest scoring group of nodes. The nodemask tricks
1794          * keep the complexity of the search down.
1795          */
1796         nodes = node_online_map;
1797         for (dist = sched_max_numa_distance; dist > LOCAL_DISTANCE; dist--) {
1798                 unsigned long max_faults = 0;
1799                 nodemask_t max_group = NODE_MASK_NONE;
1800                 int a, b;
1801
1802                 /* Are there nodes at this distance from each other? */
1803                 if (!find_numa_distance(dist))
1804                         continue;
1805
1806                 for_each_node_mask(a, nodes) {
1807                         unsigned long faults = 0;
1808                         nodemask_t this_group;
1809                         nodes_clear(this_group);
1810
1811                         /* Sum group's NUMA faults; includes a==b case. */
1812                         for_each_node_mask(b, nodes) {
1813                                 if (node_distance(a, b) < dist) {
1814                                         faults += group_faults(p, b);
1815                                         node_set(b, this_group);
1816                                         node_clear(b, nodes);
1817                                 }
1818                         }
1819
1820                         /* Remember the top group. */
1821                         if (faults > max_faults) {
1822                                 max_faults = faults;
1823                                 max_group = this_group;
1824                                 /*
1825                                  * subtle: at the smallest distance there is
1826                                  * just one node left in each "group", the
1827                                  * winner is the preferred nid.
1828                                  */
1829                                 nid = a;
1830                         }
1831                 }
1832                 /* Next round, evaluate the nodes within max_group. */
1833                 if (!max_faults)
1834                         break;
1835                 nodes = max_group;
1836         }
1837         return nid;
1838 }
1839
1840 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
1841 {
1842         int seq, nid, max_nid = -1, max_group_nid = -1;
1843         unsigned long max_faults = 0, max_group_faults = 0;
1844         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
1845         unsigned long total_faults;
1846         u64 runtime, period;
1847         spinlock_t *group_lock = NULL;
1848
1849         /*
1850          * The p->mm->numa_scan_seq field gets updated without
1851          * exclusive access. Use READ_ONCE() here to ensure
1852          * that the field is read in a single access:
1853          */
1854         seq = READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
1855         if (p->numa_scan_seq == seq)
1856                 return;
1857         p->numa_scan_seq = seq;
1858         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1859
1860         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
1861                        p->numa_faults_locality[1];
1862         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
1863
1864         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
1865         if (p->numa_group) {
1866                 group_lock = &p->numa_group->lock;
1867                 spin_lock_irq(group_lock);
1868         }
1869
1870         /* Find the node with the highest number of faults */
1871         for_each_online_node(nid) {
1872                 /* Keep track of the offsets in numa_faults array */
1873                 int mem_idx, membuf_idx, cpu_idx, cpubuf_idx;
1874                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
1875                 int priv;
1876
1877                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
1878                         long diff, f_diff, f_weight;
1879
1880                         mem_idx = task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, priv);
1881                         membuf_idx = task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, nid, priv);
1882                         cpu_idx = task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, priv);
1883                         cpubuf_idx = task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, nid, priv);
1884
1885                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
1886                         diff = p->numa_faults[membuf_idx] - p->numa_faults[mem_idx] / 2;
1887                         fault_types[priv] += p->numa_faults[membuf_idx];
1888                         p->numa_faults[membuf_idx] = 0;
1889
1890                         /*
1891                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
1892                          * count according to CPU use, instead of by the raw
1893                          * number of faults. Tasks with little runtime have
1894                          * little over-all impact on throughput, and thus their
1895                          * faults are less important.
1896                          */
1897                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
1898                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults[cpubuf_idx]) /
1899                                    (total_faults + 1);
1900                         f_diff = f_weight - p->numa_faults[cpu_idx] / 2;
1901                         p->numa_faults[cpubuf_idx] = 0;
1902
1903                         p->numa_faults[mem_idx] += diff;
1904                         p->numa_faults[cpu_idx] += f_diff;
1905                         faults += p->numa_faults[mem_idx];
1906                         p->total_numa_faults += diff;
1907                         if (p->numa_group) {
1908                                 /*
1909                                  * safe because we can only change our own group
1910                                  *
1911                                  * mem_idx represents the offset for a given
1912                                  * nid and priv in a specific region because it
1913                                  * is at the beginning of the numa_faults array.
1914                                  */
1915                                 p->numa_group->faults[mem_idx] += diff;
1916                                 p->numa_group->faults_cpu[mem_idx] += f_diff;
1917                                 p->numa_group->total_faults += diff;
1918                                 group_faults += p->numa_group->faults[mem_idx];
1919                         }
1920                 }
1921
1922                 if (faults > max_faults) {
1923                         max_faults = faults;
1924                         max_nid = nid;
1925                 }
1926
1927                 if (group_faults > max_group_faults) {
1928                         max_group_faults = group_faults;
1929                         max_group_nid = nid;
1930                 }
1931         }
1932
1933         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
1934
1935         if (p->numa_group) {
1936                 update_numa_active_node_mask(p->numa_group);
1937                 spin_unlock_irq(group_lock);
1938                 max_nid = preferred_group_nid(p, max_group_nid);
1939         }
1940
1941         if (max_faults) {
1942                 /* Set the new preferred node */
1943                 if (max_nid != p->numa_preferred_nid)
1944                         sched_setnuma(p, max_nid);
1945
1946                 if (task_node(p) != p->numa_preferred_nid)
1947                         numa_migrate_preferred(p);
1948         }
1949 }
1950
1951 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
1952 {
1953         return atomic_inc_not_zero(&grp->refcount);
1954 }
1955
1956 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
1957 {
1958         if (atomic_dec_and_test(&grp->refcount))
1959                 kfree_rcu(grp, rcu);
1960 }
1961
1962 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
1963                         int *priv)
1964 {
1965         struct numa_group *grp, *my_grp;
1966         struct task_struct *tsk;
1967         bool join = false;
1968         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
1969         int i;
1970
1971         if (unlikely(!p->numa_group)) {
1972                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
1973                                     4*nr_node_ids*sizeof(unsigned long);
1974
1975                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
1976                 if (!grp)
1977                         return;
1978
1979                 atomic_set(&grp->refcount, 1);
1980                 spin_lock_init(&grp->lock);
1981                 grp->gid = p->pid;
1982                 /* Second half of the array tracks nids where faults happen */
1983                 grp->faults_cpu = grp->faults + NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES *
1984                                                 nr_node_ids;
1985
1986                 node_set(task_node(current), grp->active_nodes);
1987
1988                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
1989                         grp->faults[i] = p->numa_faults[i];
1990
1991                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
1992
1993                 grp->nr_tasks++;
1994                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1995         }
1996
1997         rcu_read_lock();
1998         tsk = READ_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
1999
2000         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
2001                 goto no_join;
2002
2003         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
2004         if (!grp)
2005                 goto no_join;
2006
2007         my_grp = p->numa_group;
2008         if (grp == my_grp)
2009                 goto no_join;
2010
2011         /*
2012          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
2013          * the other task will join us.
2014          */
2015         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
2016                 goto no_join;
2017
2018         /*
2019          * Tie-break on the grp address.
2020          */
2021         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
2022                 goto no_join;
2023
2024         /* Always join threads in the same process. */
2025         if (tsk->mm == current->mm)
2026                 join = true;
2027
2028         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
2029         if (flags & TNF_SHARED)
2030                 join = true;
2031
2032         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
2033         *priv = !join;
2034
2035         if (join && !get_numa_group(grp))
2036                 goto no_join;
2037
2038         rcu_read_unlock();
2039
2040         if (!join)
2041                 return;
2042
2043         BUG_ON(irqs_disabled());
2044         double_lock_irq(&my_grp->lock, &grp->lock);
2045
2046         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
2047                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2048                 grp->faults[i] += p->numa_faults[i];
2049         }
2050         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2051         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
2052
2053         my_grp->nr_tasks--;
2054         grp->nr_tasks++;
2055
2056         spin_unlock(&my_grp->lock);
2057         spin_unlock_irq(&grp->lock);
2058
2059         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2060
2061         put_numa_group(my_grp);
2062         return;
2063
2064 no_join:
2065         rcu_read_unlock();
2066         return;
2067 }
2068
2069 void task_numa_free(struct task_struct *p)
2070 {
2071         struct numa_group *grp = p->numa_group;
2072         void *numa_faults = p->numa_faults;
2073         unsigned long flags;
2074         int i;
2075
2076         if (grp) {
2077                 spin_lock_irqsave(&grp->lock, flags);
2078                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2079                         grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2080                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2081
2082                 grp->nr_tasks--;
2083                 spin_unlock_irqrestore(&grp->lock, flags);
2084                 RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2085                 put_numa_group(grp);
2086         }
2087
2088         p->numa_faults = NULL;
2089         kfree(numa_faults);
2090 }
2091
2092 /*
2093  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
2094  */
2095 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
2096 {
2097         struct task_struct *p = current;
2098         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
2099         int cpu_node = task_node(current);
2100         int local = !!(flags & TNF_FAULT_LOCAL);
2101         int priv;
2102
2103         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2104                 return;
2105
2106         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
2107         if (!p->mm)
2108                 return;
2109
2110         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
2111         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
2112                 int size = sizeof(*p->numa_faults) *
2113                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
2114
2115                 p->numa_faults = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
2116                 if (!p->numa_faults)
2117                         return;
2118
2119                 p->total_numa_faults = 0;
2120                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2121         }
2122
2123         /*
2124          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
2125          * to be private if the accessing pid has not changed
2126          */
2127         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
2128                 priv = 1;
2129         } else {
2130                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
2131                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
2132                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
2133         }
2134
2135         /*
2136          * If a workload spans multiple NUMA nodes, a shared fault that
2137          * occurs wholly within the set of nodes that the workload is
2138          * actively using should be counted as local. This allows the
2139          * scan rate to slow down when a workload has settled down.
2140          */
2141         if (!priv && !local && p->numa_group &&
2142                         node_isset(cpu_node, p->numa_group->active_nodes) &&
2143                         node_isset(mem_node, p->numa_group->active_nodes))
2144                 local = 1;
2145
2146         task_numa_placement(p);
2147
2148         /*
2149          * Retry task to preferred node migration periodically, in case it
2150          * case it previously failed, or the scheduler moved us.
2151          */
2152         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry))
2153                 numa_migrate_preferred(p);
2154
2155         if (migrated)
2156                 p->numa_pages_migrated += pages;
2157         if (flags & TNF_MIGRATE_FAIL)
2158                 p->numa_faults_locality[2] += pages;
2159
2160         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, mem_node, priv)] += pages;
2161         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, cpu_node, priv)] += pages;
2162         p->numa_faults_locality[local] += pages;
2163 }
2164
2165 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
2166 {
2167         /*
2168          * We only did a read acquisition of the mmap sem, so
2169          * p->mm->numa_scan_seq is written to without exclusive access
2170          * and the update is not guaranteed to be atomic. That's not
2171          * much of an issue though, since this is just used for
2172          * statistical sampling. Use READ_ONCE/WRITE_ONCE, which are not
2173          * expensive, to avoid any form of compiler optimizations:
2174          */
2175         WRITE_ONCE(p->mm->numa_scan_seq, READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq) + 1);
2176         p->mm->numa_scan_offset = 0;
2177 }
2178
2179 /*
2180  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
2181  * Triggered from task_tick_numa().
2182  */
2183 void task_numa_work(struct callback_head *work)
2184 {
2185         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
2186         struct task_struct *p = current;
2187         struct mm_struct *mm = p->mm;
2188         struct vm_area_struct *vma;
2189         unsigned long start, end;
2190         unsigned long nr_pte_updates = 0;
2191         long pages, virtpages;
2192
2193         WARN_ON_ONCE(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
2194
2195         work->next = work; /* protect against double add */
2196         /*
2197          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
2198          *
2199          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
2200          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
2201          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
2202          * work.
2203          */
2204         if (p->flags & PF_EXITING)
2205                 return;
2206
2207         if (!mm->numa_next_scan) {
2208                 mm->numa_next_scan = now +
2209                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2210         }
2211
2212         /*
2213          * Enforce maximal scan/migration frequency..
2214          */
2215         migrate = mm->numa_next_scan;
2216         if (time_before(now, migrate))
2217                 return;
2218
2219         if (p->numa_scan_period == 0) {
2220                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2221                 p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
2222         }
2223
2224         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2225         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
2226                 return;
2227
2228         /*
2229          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
2230          * the next time around.
2231          */
2232         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
2233
2234         start = mm->numa_scan_offset;
2235         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
2236         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
2237         virtpages = pages * 8;     /* Scan up to this much virtual space */
2238         if (!pages)
2239                 return;
2240
2241
2242         down_read(&mm->mmap_sem);
2243         vma = find_vma(mm, start);
2244         if (!vma) {
2245                 reset_ptenuma_scan(p);
2246                 start = 0;
2247                 vma = mm->mmap;
2248         }
2249         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
2250                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(vma) ||
2251                         is_vm_hugetlb_page(vma) || (vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP)) {
2252                         continue;
2253                 }
2254
2255                 /*
2256                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
2257                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
2258                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
2259                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
2260                  */
2261                 if (!vma->vm_mm ||
2262                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
2263                         continue;
2264
2265                 /*
2266                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
2267                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
2268                  */
2269                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
2270                         continue;
2271
2272                 do {
2273                         start = max(start, vma->vm_start);
2274                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
2275                         end = min(end, vma->vm_end);
2276                         nr_pte_updates = change_prot_numa(vma, start, end);
2277
2278                         /*
2279                          * Try to scan sysctl_numa_balancing_size worth of
2280                          * hpages that have at least one present PTE that
2281                          * is not already pte-numa. If the VMA contains
2282                          * areas that are unused or already full of prot_numa
2283                          * PTEs, scan up to virtpages, to skip through those
2284                          * areas faster.
2285                          */
2286                         if (nr_pte_updates)
2287                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2288                         virtpages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2289
2290                         start = end;
2291                         if (pages <= 0 || virtpages <= 0)
2292                                 goto out;
2293
2294                         cond_resched();
2295                 } while (end != vma->vm_end);
2296         }
2297
2298 out:
2299         /*
2300          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
2301          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
2302          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
2303          * scanner to the start so check it now.
2304          */
2305         if (vma)
2306                 mm->numa_scan_offset = start;
2307         else
2308                 reset_ptenuma_scan(p);
2309         up_read(&mm->mmap_sem);
2310 }
2311
2312 /*
2313  * Drive the periodic memory faults..
2314  */
2315 void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2316 {
2317         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
2318         u64 period, now;
2319
2320         /*
2321          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
2322          */
2323         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
2324                 return;
2325
2326         /*
2327          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
2328          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
2329          * task needs to have done some actual work before we bother with
2330          * NUMA placement.
2331          */
2332         now = curr->se.sum_exec_runtime;
2333         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
2334
2335         if (now > curr->node_stamp + period) {
2336                 if (!curr->node_stamp)
2337                         curr->numa_scan_period = task_scan_min(curr);
2338                 curr->node_stamp += period;
2339
2340                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
2341                         init_task_work(work, task_numa_work); /* TODO: move this into sched_fork() */
2342                         task_work_add(curr, work, true);
2343                 }
2344         }
2345 }
2346 #else
2347 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2348 {
2349 }
2350
2351 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2352 {
2353 }
2354
2355 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2356 {
2357 }
2358 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2359
2360 static void
2361 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2362 {
2363         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2364         if (!parent_entity(se))
2365                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2366 #ifdef CONFIG_SMP
2367         if (entity_is_task(se)) {
2368                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2369
2370                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
2371                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
2372         }
2373 #endif
2374         cfs_rq->nr_running++;
2375 }
2376
2377 static void
2378 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2379 {
2380         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2381         if (!parent_entity(se))
2382                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2383         if (entity_is_task(se)) {
2384                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
2385                 list_del_init(&se->group_node);
2386         }
2387         cfs_rq->nr_running--;
2388 }
2389
2390 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2391 # ifdef CONFIG_SMP
2392 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
2393 {
2394         long tg_weight;
2395
2396         /*
2397          * Use this CPU's real-time load instead of the last load contribution
2398          * as the updating of the contribution is delayed, and we will use the
2399          * the real-time load to calc the share. See update_tg_load_avg().
2400          */
2401         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
2402         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
2403         tg_weight += cfs_rq->load.weight;
2404
2405         return tg_weight;
2406 }
2407
2408 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2409 {
2410         long tg_weight, load, shares;
2411
2412         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
2413         load = cfs_rq->load.weight;
2414
2415         shares = (tg->shares * load);
2416         if (tg_weight)
2417                 shares /= tg_weight;
2418
2419         if (shares < MIN_SHARES)
2420                 shares = MIN_SHARES;
2421         if (shares > tg->shares)
2422                 shares = tg->shares;
2423
2424         return shares;
2425 }
2426 # else /* CONFIG_SMP */
2427 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2428 {
2429         return tg->shares;
2430 }
2431 # endif /* CONFIG_SMP */
2432 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
2433                             unsigned long weight)
2434 {
2435         if (se->on_rq) {
2436                 /* commit outstanding execution time */
2437                 if (cfs_rq->curr == se)
2438                         update_curr(cfs_rq);
2439                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2440         }
2441
2442         update_load_set(&se->load, weight);
2443
2444         if (se->on_rq)
2445                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2446 }
2447
2448 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
2449
2450 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2451 {
2452         struct task_group *tg;
2453         struct sched_entity *se;
2454         long shares;
2455
2456         tg = cfs_rq->tg;
2457         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
2458         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
2459                 return;
2460 #ifndef CONFIG_SMP
2461         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
2462                 return;
2463 #endif
2464         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
2465
2466         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
2467 }
2468 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2469 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2470 {
2471 }
2472 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2473
2474 #ifdef CONFIG_SMP
2475 /* Precomputed fixed inverse multiplies for multiplication by y^n */
2476 static const u32 runnable_avg_yN_inv[] = {
2477         0xffffffff, 0xfa83b2da, 0xf5257d14, 0xefe4b99a, 0xeac0c6e6, 0xe5b906e6,
2478         0xe0ccdeeb, 0xdbfbb796, 0xd744fcc9, 0xd2a81d91, 0xce248c14, 0xc9b9bd85,
2479         0xc5672a10, 0xc12c4cc9, 0xbd08a39e, 0xb8fbaf46, 0xb504f333, 0xb123f581,
2480         0xad583ee9, 0xa9a15ab4, 0xa5fed6a9, 0xa2704302, 0x9ef5325f, 0x9b8d39b9,
2481         0x9837f050, 0x94f4efa8, 0x91c3d373, 0x8ea4398a, 0x8b95c1e3, 0x88980e80,
2482         0x85aac367, 0x82cd8698,
2483 };
2484
2485 /*
2486  * Precomputed \Sum y^k { 1<=k<=n }.  These are floor(true_value) to prevent
2487  * over-estimates when re-combining.
2488  */
2489 static const u32 runnable_avg_yN_sum[] = {
2490             0, 1002, 1982, 2941, 3880, 4798, 5697, 6576, 7437, 8279, 9103,
2491          9909,10698,11470,12226,12966,13690,14398,15091,15769,16433,17082,
2492         17718,18340,18949,19545,20128,20698,21256,21802,22336,22859,23371,
2493 };
2494
2495 /*
2496  * Approximate:
2497  *   val * y^n,    where y^32 ~= 0.5 (~1 scheduling period)
2498  */
2499 static __always_inline u64 decay_load(u64 val, u64 n)
2500 {
2501         unsigned int local_n;
2502
2503         if (!n)
2504                 return val;
2505         else if (unlikely(n > LOAD_AVG_PERIOD * 63))
2506                 return 0;
2507
2508         /* after bounds checking we can collapse to 32-bit */
2509         local_n = n;
2510
2511         /*
2512          * As y^PERIOD = 1/2, we can combine
2513          *    y^n = 1/2^(n/PERIOD) * y^(n%PERIOD)
2514          * With a look-up table which covers y^n (n<PERIOD)
2515          *
2516          * To achieve constant time decay_load.
2517          */
2518         if (unlikely(local_n >= LOAD_AVG_PERIOD)) {
2519                 val >>= local_n / LOAD_AVG_PERIOD;
2520                 local_n %= LOAD_AVG_PERIOD;
2521         }
2522
2523         val = mul_u64_u32_shr(val, runnable_avg_yN_inv[local_n], 32);
2524         return val;
2525 }
2526
2527 /*
2528  * For updates fully spanning n periods, the contribution to runnable
2529  * average will be: \Sum 1024*y^n
2530  *
2531  * We can compute this reasonably efficiently by combining:
2532  *   y^PERIOD = 1/2 with precomputed \Sum 1024*y^n {for  n <PERIOD}
2533  */
2534 static u32 __compute_runnable_contrib(u64 n)
2535 {
2536         u32 contrib = 0;
2537
2538         if (likely(n <= LOAD_AVG_PERIOD))
2539                 return runnable_avg_yN_sum[n];
2540         else if (unlikely(n >= LOAD_AVG_MAX_N))
2541                 return LOAD_AVG_MAX;
2542
2543         /* Compute \Sum k^n combining precomputed values for k^i, \Sum k^j */
2544         do {
2545                 contrib /= 2; /* y^LOAD_AVG_PERIOD = 1/2 */
2546                 contrib += runnable_avg_yN_sum[LOAD_AVG_PERIOD];
2547
2548                 n -= LOAD_AVG_PERIOD;
2549         } while (n > LOAD_AVG_PERIOD);
2550
2551         contrib = decay_load(contrib, n);
2552         return contrib + runnable_avg_yN_sum[n];
2553 }
2554
2555 #if (SCHED_LOAD_SHIFT - SCHED_LOAD_RESOLUTION) != 10 || SCHED_CAPACITY_SHIFT != 10
2556 #error "load tracking assumes 2^10 as unit"
2557 #endif
2558
2559 #define cap_scale(v, s) ((v)*(s) >> SCHED_CAPACITY_SHIFT)
2560
2561 /*
2562  * We can represent the historical contribution to runnable average as the
2563  * coefficients of a geometric series.  To do this we sub-divide our runnable
2564  * history into segments of approximately 1ms (1024us); label the segment that
2565  * occurred N-ms ago p_N, with p_0 corresponding to the current period, e.g.
2566  *
2567  * [<- 1024us ->|<- 1024us ->|<- 1024us ->| ...
2568  *      p0            p1           p2
2569  *     (now)       (~1ms ago)  (~2ms ago)
2570  *
2571  * Let u_i denote the fraction of p_i that the entity was runnable.
2572  *
2573  * We then designate the fractions u_i as our co-efficients, yielding the
2574  * following representation of historical load:
2575  *   u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + u_3*y^3 + ...
2576  *
2577  * We choose y based on the with of a reasonably scheduling period, fixing:
2578  *   y^32 = 0.5
2579  *
2580  * This means that the contribution to load ~32ms ago (u_32) will be weighted
2581  * approximately half as much as the contribution to load within the last ms
2582  * (u_0).
2583  *
2584  * When a period "rolls over" and we have new u_0`, multiplying the previous
2585  * sum again by y is sufficient to update:
2586  *   load_avg = u_0` + y*(u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... )
2587  *            = u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... [re-labeling u_i --> u_{i+1}]
2588  */
2589 static __always_inline int
2590 __update_load_avg(u64 now, int cpu, struct sched_avg *sa,
2591                   unsigned long weight, int running, struct cfs_rq *cfs_rq)
2592 {
2593         u64 delta, scaled_delta, periods;
2594         u32 contrib;
2595         unsigned int delta_w, scaled_delta_w, decayed = 0;
2596         unsigned long scale_freq, scale_cpu;
2597
2598         delta = now - sa->last_update_time;
2599         /*
2600          * This should only happen when time goes backwards, which it
2601          * unfortunately does during sched clock init when we swap over to TSC.
2602          */
2603         if ((s64)delta < 0) {
2604                 sa->last_update_time = now;
2605                 return 0;
2606         }
2607
2608         /*
2609          * Use 1024ns as the unit of measurement since it's a reasonable
2610          * approximation of 1us and fast to compute.
2611          */
2612         delta >>= 10;
2613         if (!delta)
2614                 return 0;
2615         sa->last_update_time = now;
2616
2617         scale_freq = arch_scale_freq_capacity(NULL, cpu);
2618         scale_cpu = arch_scale_cpu_capacity(NULL, cpu);
2619         trace_sched_contrib_scale_f(cpu, scale_freq, scale_cpu);
2620
2621         /* delta_w is the amount already accumulated against our next period */
2622         delta_w = sa->period_contrib;
2623         if (delta + delta_w >= 1024) {
2624                 decayed = 1;
2625
2626                 /* how much left for next period will start over, we don't know yet */
2627                 sa->period_contrib = 0;
2628
2629                 /*
2630                  * Now that we know we're crossing a period boundary, figure
2631                  * out how much from delta we need to complete the current
2632                  * period and accrue it.
2633                  */
2634                 delta_w = 1024 - delta_w;
2635                 scaled_delta_w = cap_scale(delta_w, scale_freq);
2636                 if (weight) {
2637                         sa->load_sum += weight * scaled_delta_w;
2638                         if (cfs_rq) {
2639                                 cfs_rq->runnable_load_sum +=
2640                                                 weight * scaled_delta_w;
2641                         }
2642                 }
2643                 if (running)
2644                         sa->util_sum += scaled_delta_w * scale_cpu;
2645
2646                 delta -= delta_w;
2647
2648                 /* Figure out how many additional periods this update spans */
2649                 periods = delta / 1024;
2650                 delta %= 1024;
2651
2652                 sa->load_sum = decay_load(sa->load_sum, periods + 1);
2653                 if (cfs_rq) {
2654                         cfs_rq->runnable_load_sum =
2655                                 decay_load(cfs_rq->runnable_load_sum, periods + 1);
2656                 }
2657                 sa->util_sum = decay_load((u64)(sa->util_sum), periods + 1);
2658
2659                 /* Efficiently calculate \sum (1..n_period) 1024*y^i */
2660                 contrib = __compute_runnable_contrib(periods);
2661                 contrib = cap_scale(contrib, scale_freq);
2662                 if (weight) {
2663                         sa->load_sum += weight * contrib;
2664                         if (cfs_rq)
2665                                 cfs_rq->runnable_load_sum += weight * contrib;
2666                 }
2667                 if (running)
2668                         sa->util_sum += contrib * scale_cpu;
2669         }
2670
2671         /* Remainder of delta accrued against u_0` */
2672         scaled_delta = cap_scale(delta, scale_freq);
2673         if (weight) {
2674                 sa->load_sum += weight * scaled_delta;
2675                 if (cfs_rq)
2676                         cfs_rq->runnable_load_sum += weight * scaled_delta;
2677         }
2678         if (running)
2679                 sa->util_sum += scaled_delta * scale_cpu;
2680
2681         sa->period_contrib += delta;
2682
2683         if (decayed) {
2684                 sa->load_avg = div_u64(sa->load_sum, LOAD_AVG_MAX);
2685                 if (cfs_rq) {
2686                         cfs_rq->runnable_load_avg =
2687                                 div_u64(cfs_rq->runnable_load_sum, LOAD_AVG_MAX);
2688                 }
2689                 sa->util_avg = sa->util_sum / LOAD_AVG_MAX;
2690         }
2691
2692         return decayed;
2693 }
2694
2695 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2696 /*
2697  * Updating tg's load_avg is necessary before update_cfs_share (which is done)
2698  * and effective_load (which is not done because it is too costly).
2699  */
2700 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force)
2701 {
2702         long delta = cfs_rq->avg.load_avg - cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
2703
2704         if (force || abs(delta) > cfs_rq->tg_load_avg_contrib / 64) {
2705                 atomic_long_add(delta, &cfs_rq->tg->load_avg);
2706                 cfs_rq->tg_load_avg_contrib = cfs_rq->avg.load_avg;
2707         }
2708 }
2709
2710 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2711 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force) {}
2712 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2713
2714 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
2715
2716 /*
2717  * Unsigned subtract and clamp on underflow.
2718  *
2719  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
2720  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
2721  * values.
2722  */
2723 #define sub_positive(_ptr, _val) do {                           \
2724         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
2725         typeof(*ptr) val = (_val);                              \
2726         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
2727         res = var - val;                                        \
2728         if (res > var)                                          \
2729                 res = 0;                                        \
2730         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
2731 } while (0)
2732
2733 /* Group cfs_rq's load_avg is used for task_h_load and update_cfs_share */
2734 static inline int update_cfs_rq_load_avg(u64 now, struct cfs_rq *cfs_rq)
2735 {
2736         struct sched_avg *sa = &cfs_rq->avg;
2737         int decayed, removed = 0;
2738
2739         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_load_avg)) {
2740                 s64 r = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_load_avg, 0);
2741                 sub_positive(&sa->load_avg, r);
2742                 sub_positive(&sa->load_sum, r * LOAD_AVG_MAX);
2743                 removed = 1;
2744         }
2745
2746         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_util_avg)) {
2747                 long r = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_util_avg, 0);
2748                 sub_positive(&sa->util_avg, r);
2749                 sub_positive(&sa->util_sum, r * LOAD_AVG_MAX);
2750         }
2751
2752         decayed = __update_load_avg(now, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), sa,
2753                 scale_load_down(cfs_rq->load.weight), cfs_rq->curr != NULL, cfs_rq);
2754
2755 #ifndef CONFIG_64BIT
2756         smp_wmb();
2757         cfs_rq->load_last_update_time_copy = sa->last_update_time;
2758 #endif
2759
2760         /* Trace CPU load, unless cfs_rq belongs to a non-root task_group */
2761         if (cfs_rq == &rq_of(cfs_rq)->cfs)
2762                 trace_sched_load_avg_cpu(cpu_of(rq_of(cfs_rq)), cfs_rq);
2763
2764         return decayed || removed;
2765 }
2766
2767 /* Update task and its cfs_rq load average */
2768 static inline void update_load_avg(struct sched_entity *se, int update_tg)
2769 {
2770         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2771         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
2772         int cpu = cpu_of(rq_of(cfs_rq));
2773
2774         /*
2775          * Track task load average for carrying it to new CPU after migrated, and
2776          * track group sched_entity load average for task_h_load calc in migration
2777          */
2778         __update_load_avg(now, cpu, &se->avg,
2779                           se->on_rq * scale_load_down(se->load.weight),
2780                           cfs_rq->curr == se, NULL);
2781
2782         if (update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq) && update_tg)
2783                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
2784
2785         if (entity_is_task(se))
2786                 trace_sched_load_avg_task(task_of(se), &se->avg);
2787 }
2788
2789 static void attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2790 {
2791         if (!sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD))
2792                 goto skip_aging;
2793
2794         /*
2795          * If we got migrated (either between CPUs or between cgroups) we'll
2796          * have aged the average right before clearing @last_update_time.
2797          */
2798         if (se->avg.last_update_time) {
2799                 __update_load_avg(cfs_rq->avg.last_update_time, cpu_of(rq_of(cfs_rq)),
2800                                   &se->avg, 0, 0, NULL);
2801
2802                 /*
2803                  * XXX: we could have just aged the entire load away if we've been
2804                  * absent from the fair class for too long.
2805                  */
2806         }
2807
2808 skip_aging:
2809         se->avg.last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
2810         cfs_rq->avg.load_avg += se->avg.load_avg;
2811         cfs_rq->avg.load_sum += se->avg.load_sum;
2812         cfs_rq->avg.util_avg += se->avg.util_avg;
2813         cfs_rq->avg.util_sum += se->avg.util_sum;
2814 }
2815
2816 static void detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2817 {
2818         __update_load_avg(cfs_rq->avg.last_update_time, cpu_of(rq_of(cfs_rq)),
2819                           &se->avg, se->on_rq * scale_load_down(se->load.weight),
2820                           cfs_rq->curr == se, NULL);
2821
2822         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, se->avg.load_avg);
2823         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, se->avg.load_sum);
2824         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, se->avg.util_avg);
2825         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_sum, se->avg.util_sum);
2826 }
2827
2828 /* Add the load generated by se into cfs_rq's load average */
2829 static inline void
2830 enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2831 {
2832         struct sched_avg *sa = &se->avg;
2833         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
2834         int migrated, decayed;
2835
2836         migrated = !sa->last_update_time;
2837         if (!migrated) {
2838                 __update_load_avg(now, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), sa,
2839                         se->on_rq * scale_load_down(se->load.weight),
2840                         cfs_rq->curr == se, NULL);
2841         }
2842
2843         decayed = update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
2844
2845         cfs_rq->runnable_load_avg += sa->load_avg;
2846         cfs_rq->runnable_load_sum += sa->load_sum;
2847
2848         if (migrated)
2849                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
2850
2851         if (decayed || migrated)
2852                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
2853 }
2854
2855 /* Remove the runnable load generated by se from cfs_rq's runnable load average */
2856 static inline void
2857 dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2858 {
2859         update_load_avg(se, 1);
2860
2861         cfs_rq->runnable_load_avg =
2862                 max_t(long, cfs_rq->runnable_load_avg - se->avg.load_avg, 0);
2863         cfs_rq->runnable_load_sum =
2864                 max_t(s64,  cfs_rq->runnable_load_sum - se->avg.load_sum, 0);
2865 }
2866
2867 #ifndef CONFIG_64BIT
2868 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
2869 {
2870         u64 last_update_time_copy;
2871         u64 last_update_time;
2872
2873         do {
2874                 last_update_time_copy = cfs_rq->load_last_update_time_copy;
2875                 smp_rmb();
2876                 last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
2877         } while (last_update_time != last_update_time_copy);
2878
2879         return last_update_time;
2880 }
2881 #else
2882 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
2883 {
2884         return cfs_rq->avg.last_update_time;
2885 }
2886 #endif
2887
2888 /*
2889  * Task first catches up with cfs_rq, and then subtract
2890  * itself from the cfs_rq (task must be off the queue now).
2891  */
2892 void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
2893 {
2894         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2895         u64 last_update_time;
2896
2897         /*
2898          * Newly created task or never used group entity should not be removed
2899          * from its (source) cfs_rq
2900          */
2901         if (se->avg.last_update_time == 0)
2902                 return;
2903
2904         last_update_time = cfs_rq_last_update_time(cfs_rq);
2905
2906         __update_load_avg(last_update_time, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), &se->avg, 0, 0, NULL);
2907         atomic_long_add(se->avg.load_avg, &cfs_rq->removed_load_avg);
2908         atomic_long_add(se->avg.util_avg, &cfs_rq->removed_util_avg);
2909 }
2910
2911 /*
2912  * Update the rq's load with the elapsed running time before entering
2913  * idle. if the last scheduled task is not a CFS task, idle_enter will
2914  * be the only way to update the runnable statistic.
2915  */
2916 void idle_enter_fair(struct rq *this_rq)
2917 {
2918 }
2919
2920 /*
2921  * Update the rq's load with the elapsed idle time before a task is
2922  * scheduled. if the newly scheduled task is not a CFS task, idle_exit will
2923  * be the only way to update the runnable statistic.
2924  */
2925 void idle_exit_fair(struct rq *this_rq)
2926 {
2927 }
2928
2929 static inline unsigned long cfs_rq_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
2930 {
2931         return cfs_rq->runnable_load_avg;
2932 }
2933
2934 static inline unsigned long cfs_rq_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
2935 {
2936         return cfs_rq->avg.load_avg;
2937 }
2938
2939 static int idle_balance(struct rq *this_rq);
2940
2941 #else /* CONFIG_SMP */
2942
2943 static inline void update_load_avg(struct sched_entity *se, int update_tg) {}
2944 static inline void
2945 enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
2946 static inline void
2947 dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
2948 static inline void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se) {}
2949
2950 static inline void
2951 attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
2952 static inline void
2953 detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
2954
2955 static inline int idle_balance(struct rq *rq)
2956 {
2957         return 0;
2958 }
2959
2960 #endif /* CONFIG_SMP */
2961
2962 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2963 {
2964 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2965         struct task_struct *tsk = NULL;
2966
2967         if (entity_is_task(se))
2968                 tsk = task_of(se);
2969
2970         if (se->statistics.sleep_start) {
2971                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.sleep_start;
2972
2973                 if ((s64)delta < 0)
2974                         delta = 0;
2975
2976                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
2977                         se->statistics.sleep_max = delta;
2978
2979                 se->statistics.sleep_start = 0;
2980                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2981
2982                 if (tsk) {
2983                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
2984                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
2985                 }
2986         }
2987         if (se->statistics.block_start) {
2988                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.block_start;
2989
2990                 if ((s64)delta < 0)
2991                         delta = 0;
2992
2993                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
2994                         se->statistics.block_max = delta;
2995
2996                 se->statistics.block_start = 0;
2997                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2998
2999                 if (tsk) {
3000                         if (tsk->in_iowait) {
3001                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
3002                                 se->statistics.iowait_count++;
3003                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
3004                         }
3005
3006                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
3007                         trace_sched_blocked_reason(tsk);
3008
3009                         /*
3010                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
3011                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
3012                          * amount of time that the task spent sleeping:
3013                          */
3014                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
3015                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
3016                                                 (void *)get_wchan(tsk),
3017                                                 delta >> 20);
3018                         }
3019                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
3020                 }
3021         }
3022 #endif
3023 }
3024
3025 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3026 {
3027 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3028         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
3029
3030         if (d < 0)
3031                 d = -d;
3032
3033         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
3034                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
3035 #endif
3036 }
3037
3038 static void
3039 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
3040 {
3041         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3042
3043         /*
3044          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
3045          * however the extra weight of the new task will slow them down a
3046          * little, place the new task so that it fits in the slot that
3047          * stays open at the end.
3048          */
3049         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
3050                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
3051
3052         /* sleeps up to a single latency don't count. */
3053         if (!initial) {
3054                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
3055
3056                 /*
3057                  * Halve their sleep time's effect, to allow
3058                  * for a gentler effect of sleepers:
3059                  */
3060                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
3061                         thresh >>= 1;
3062
3063                 vruntime -= thresh;
3064         }
3065
3066         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
3067         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
3068 }
3069
3070 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
3071
3072 static void
3073 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3074 {
3075         /*
3076          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
3077          * through calling update_curr().
3078          */
3079         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
3080                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
3081
3082         /*
3083          * Update run-time statistics of the 'current'.
3084          */
3085         update_curr(cfs_rq);
3086         enqueue_entity_load_avg(cfs_rq, se);
3087         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
3088         update_cfs_shares(cfs_rq);
3089
3090         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
3091                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
3092                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
3093         }
3094
3095         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
3096         check_spread(cfs_rq, se);
3097         if (se != cfs_rq->curr)
3098                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
3099         se->on_rq = 1;
3100
3101         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
3102                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
3103                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
3104         }
3105 }
3106
3107 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
3108 {
3109         for_each_sched_entity(se) {
3110                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3111                 if (cfs_rq->last != se)
3112                         break;
3113
3114                 cfs_rq->last = NULL;
3115         }
3116 }
3117
3118 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
3119 {
3120         for_each_sched_entity(se) {
3121                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3122                 if (cfs_rq->next != se)
3123                         break;
3124
3125                 cfs_rq->next = NULL;
3126         }
3127 }
3128
3129 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
3130 {
3131         for_each_sched_entity(se) {
3132                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3133                 if (cfs_rq->skip != se)
3134                         break;
3135
3136                 cfs_rq->skip = NULL;
3137         }
3138 }
3139
3140 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3141 {
3142         if (cfs_rq->last == se)
3143                 __clear_buddies_last(se);
3144
3145         if (cfs_rq->next == se)
3146                 __clear_buddies_next(se);
3147
3148         if (cfs_rq->skip == se)
3149                 __clear_buddies_skip(se);
3150 }
3151
3152 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3153
3154 static void
3155 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3156 {
3157         /*
3158          * Update run-time statistics of the 'current'.
3159          */
3160         update_curr(cfs_rq);
3161         dequeue_entity_load_avg(cfs_rq, se);
3162
3163         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
3164         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
3165 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3166                 if (entity_is_task(se)) {
3167                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
3168
3169                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
3170                                 se->statistics.sleep_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
3171                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
3172                                 se->statistics.block_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
3173                 }
3174 #endif
3175         }
3176
3177         clear_buddies(cfs_rq, se);
3178
3179         if (se != cfs_rq->curr)
3180                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3181         se->on_rq = 0;
3182         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
3183
3184         /*
3185          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
3186          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
3187          * movement in our normalized position.
3188          */
3189         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
3190                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
3191
3192         /* return excess runtime on last dequeue */
3193         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3194
3195         update_min_vruntime(cfs_rq);
3196         update_cfs_shares(cfs_rq);
3197 }
3198
3199 /*
3200  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
3201  */
3202 static void
3203 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
3204 {
3205         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
3206         struct sched_entity *se;
3207         s64 delta;
3208
3209         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
3210         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
3211         if (delta_exec > ideal_runtime) {
3212                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3213                 /*
3214                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
3215                  * re-elected due to buddy favours.
3216                  */
3217                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
3218                 return;
3219         }
3220
3221         /*
3222          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
3223          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
3224          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
3225          */
3226         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
3227                 return;
3228
3229         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
3230         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
3231
3232         if (delta < 0)
3233                 return;
3234
3235         if (delta > ideal_runtime)
3236                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3237 }
3238
3239 static void
3240 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3241 {
3242         /* 'current' is not kept within the tree. */
3243         if (se->on_rq) {
3244                 /*
3245                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
3246                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
3247                  * runqueue.
3248                  */
3249                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
3250                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3251                 update_load_avg(se, 1);
3252         }
3253
3254         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
3255         cfs_rq->curr = se;
3256 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3257         /*
3258          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
3259          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
3260          * when there are only lesser-weight tasks around):
3261          */
3262         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
3263                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
3264                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
3265         }
3266 #endif
3267         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
3268 }
3269
3270 static int
3271 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
3272
3273 /*
3274  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
3275  * 1) keep things fair between processes/task groups
3276  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
3277  * 3) pick the "last" process, for cache locality
3278  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
3279  */
3280 static struct sched_entity *
3281 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
3282 {
3283         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
3284         struct sched_entity *se;
3285
3286         /*
3287          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
3288          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
3289          */
3290         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
3291                 left = curr;
3292
3293         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
3294
3295         /*
3296          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
3297          * be done without getting too unfair.
3298          */
3299         if (cfs_rq->skip == se) {
3300                 struct sched_entity *second;
3301
3302                 if (se == curr) {
3303                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
3304                 } else {
3305                         second = __pick_next_entity(se);
3306                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
3307                                 second = curr;
3308                 }
3309
3310                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
3311                         se = second;
3312         }
3313
3314         /*
3315          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
3316          */
3317         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
3318                 se = cfs_rq->last;
3319
3320         /*
3321          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
3322          */
3323         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
3324                 se = cfs_rq->next;
3325
3326         clear_buddies(cfs_rq, se);
3327
3328         return se;
3329 }
3330
3331 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3332
3333 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
3334 {
3335         /*
3336          * If still on the runqueue then deactivate_task()
3337          * was not called and update_curr() has to be done:
3338          */
3339         if (prev->on_rq)
3340                 update_curr(cfs_rq);
3341
3342         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
3343         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3344
3345         check_spread(cfs_rq, prev);
3346         if (prev->on_rq) {
3347                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
3348                 /* Put 'current' back into the tree. */
3349                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
3350                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
3351                 update_load_avg(prev, 0);
3352         }
3353         cfs_rq->curr = NULL;
3354 }
3355
3356 static void
3357 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
3358 {
3359         /*
3360          * Update run-time statistics of the 'current'.
3361          */
3362         update_curr(cfs_rq);
3363
3364         /*
3365          * Ensure that runnable average is periodically updated.
3366          */
3367         update_load_avg(curr, 1);
3368         update_cfs_shares(cfs_rq);
3369
3370 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
3371         /*
3372          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
3373          * validating it and just reschedule.
3374          */
3375         if (queued) {
3376                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3377                 return;
3378         }
3379         /*
3380          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
3381          */
3382         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
3383                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
3384                 return;
3385 #endif
3386
3387         if (cfs_rq->nr_running > 1)
3388                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
3389 }
3390
3391
3392 /**************************************************
3393  * CFS bandwidth control machinery
3394  */
3395
3396 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
3397
3398 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
3399 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
3400
3401 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
3402 {
3403         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
3404 }
3405
3406 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
3407 {
3408         static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
3409 }
3410
3411 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
3412 {
3413         static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
3414 }
3415 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
3416 static bool cfs_bandwidth_used(void)
3417 {
3418         return true;
3419 }
3420
3421 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
3422 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
3423 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
3424
3425 /*
3426  * default period for cfs group bandwidth.
3427  * default: 0.1s, units: nanoseconds
3428  */
3429 static inline u64 default_cfs_period(void)
3430 {
3431         return 100000000ULL;
3432 }
3433
3434 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
3435 {
3436         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
3437 }
3438
3439 /*
3440  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
3441  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
3442  * additional synchronization around rq->lock.
3443  *
3444  * requires cfs_b->lock
3445  */
3446 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3447 {
3448         u64 now;
3449
3450         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3451                 return;
3452
3453         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
3454         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
3455         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
3456 }
3457
3458 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
3459 {
3460         return &tg->cfs_bandwidth;
3461 }
3462
3463 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
3464 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
3465 {
3466         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
3467                 return cfs_rq->throttled_clock_task;
3468
3469         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
3470 }
3471
3472 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
3473 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3474 {
3475         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
3476         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
3477         u64 amount = 0, min_amount, expires;
3478
3479         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
3480         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
3481
3482         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3483         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3484                 amount = min_amount;
3485         else {
3486                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
3487
3488                 if (cfs_b->runtime > 0) {
3489                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
3490                         cfs_b->runtime -= amount;
3491                         cfs_b->idle = 0;
3492                 }
3493         }
3494         expires = cfs_b->runtime_expires;
3495         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3496
3497         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
3498         /*
3499          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
3500          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
3501          * issued.
3502          */
3503         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
3504                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3505
3506         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
3507 }
3508
3509 /*
3510  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
3511  * fact that rq->clock snapshots this value.
3512  */
3513 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3514 {
3515         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3516
3517         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
3518         if (likely((s64)(rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
3519                 return;
3520
3521         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
3522                 return;
3523
3524         /*
3525          * If the local deadline has passed we have to consider the
3526          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
3527          * has not truly expired.
3528          *
3529          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
3530          * whether the global deadline has advanced. It is valid to compare
3531          * cfs_b->runtime_expires without any locks since we only care about
3532          * exact equality, so a partial write will still work.
3533          */
3534
3535         if (cfs_rq->runtime_expires != cfs_b->runtime_expires) {
3536                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
3537                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
3538         } else {
3539                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
3540                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
3541         }
3542 }
3543
3544 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3545 {
3546         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
3547         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
3548         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3549
3550         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3551                 return;
3552
3553         /*
3554          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
3555          * hierarchy can be throttled
3556          */
3557         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
3558                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3559 }
3560
3561 static __always_inline
3562 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3563 {
3564         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
3565                 return;
3566
3567         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
3568 }
3569
3570 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
3571 {
3572         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
3573 }
3574
3575 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
3576 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
3577 {
3578         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
3579 }
3580
3581 /*
3582  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
3583  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
3584  * load-balance operations.
3585  */
3586 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
3587                                     int src_cpu, int dest_cpu)
3588 {
3589         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
3590
3591         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
3592         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
3593
3594         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
3595                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
3596 }
3597
3598 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
3599 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
3600 {
3601         struct rq *rq = data;
3602         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3603
3604         cfs_rq->throttle_count--;
3605 #ifdef CONFIG_SMP
3606         if (!cfs_rq->throttle_count) {
3607                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
3608                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
3609                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
3610         }
3611 #endif
3612
3613         return 0;
3614 }
3615
3616 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
3617 {
3618         struct rq *rq = data;
3619         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3620
3621         /* group is entering throttled state, stop time */
3622         if (!cfs_rq->throttle_count)
3623                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
3624         cfs_rq->throttle_count++;
3625
3626         return 0;
3627 }
3628
3629 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3630 {
3631         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3632         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3633         struct sched_entity *se;
3634         long task_delta, dequeue = 1;
3635         bool empty;
3636
3637         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
3638
3639         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
3640         rcu_read_lock();
3641         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
3642         rcu_read_unlock();
3643
3644         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3645         for_each_sched_entity(se) {
3646                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
3647                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
3648                 if (!se->on_rq)
3649                         break;
3650
3651                 if (dequeue)
3652                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
3653                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
3654
3655                 if (qcfs_rq->load.weight)
3656                         dequeue = 0;
3657         }
3658
3659         if (!se)
3660                 sub_nr_running(rq, task_delta);
3661
3662         cfs_rq->throttled = 1;
3663         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
3664         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3665         empty = list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3666
3667         /*
3668          * Add to the _head_ of the list, so that an already-started
3669          * distribute_cfs_runtime will not see us
3670          */
3671         list_add_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
3672
3673         /*
3674          * If we're the first throttled task, make sure the bandwidth
3675          * timer is running.
3676          */
3677         if (empty)
3678                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
3679
3680         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3681 }
3682
3683 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3684 {
3685         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3686         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3687         struct sched_entity *se;
3688         int enqueue = 1;
3689         long task_delta;
3690
3691         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
3692
3693         cfs_rq->throttled = 0;
3694
3695         update_rq_clock(rq);
3696
3697         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3698         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
3699         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
3700         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3701
3702         /* update hierarchical throttle state */
3703         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
3704
3705         if (!cfs_rq->load.weight)
3706                 return;
3707
3708         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3709         for_each_sched_entity(se) {
3710                 if (se->on_rq)
3711                         enqueue = 0;
3712
3713                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3714                 if (enqueue)
3715                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
3716                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
3717
3718                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3719                         break;
3720         }
3721
3722         if (!se)
3723                 add_nr_running(rq, task_delta);
3724
3725         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
3726         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
3727                 resched_curr(rq);
3728 }
3729
3730 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
3731                 u64 remaining, u64 expires)
3732 {
3733         struct cfs_rq *cfs_rq;
3734         u64 runtime;
3735         u64 starting_runtime = remaining;
3736
3737         rcu_read_lock();
3738         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
3739                                 throttled_list) {
3740                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3741
3742                 raw_spin_lock(&rq->lock);
3743                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3744                         goto next;
3745
3746                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
3747                 if (runtime > remaining)
3748                         runtime = remaining;
3749                 remaining -= runtime;
3750
3751                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
3752                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3753
3754                 /* we check whether we're throttled above */
3755                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
3756                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3757
3758 next:
3759                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
3760
3761                 if (!remaining)
3762                         break;
3763         }
3764         rcu_read_unlock();
3765
3766         return starting_runtime - remaining;
3767 }
3768
3769 /*
3770  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
3771  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
3772  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
3773  * used to track this state.
3774  */
3775 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
3776 {
3777         u64 runtime, runtime_expires;
3778         int throttled;
3779
3780         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
3781         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3782                 goto out_deactivate;
3783
3784         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3785         cfs_b->nr_periods += overrun;
3786
3787         /*
3788          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
3789          * we're going inactive then everything else can be deferred
3790          */
3791         if (cfs_b->idle && !throttled)
3792                 goto out_deactivate;
3793
3794         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
3795
3796         if (!throttled) {
3797                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
3798                 cfs_b->idle = 1;
3799                 return 0;
3800         }
3801
3802         /* account preceding periods in which throttling occurred */
3803         cfs_b->nr_throttled += overrun;
3804
3805         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
3806
3807         /*
3808          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth while
3809          * we unthrottle. This can potentially race with an unthrottled group
3810          * trying to acquire new bandwidth from the global pool. This can result
3811          * in us over-using our runtime if it is all used during this loop, but
3812          * only by limited amounts in that extreme case.
3813          */
3814         while (throttled && cfs_b->runtime > 0) {
3815                 runtime = cfs_b->runtime;
3816                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3817                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
3818                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
3819                                                  runtime_expires);
3820                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3821
3822                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3823
3824                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
3825         }
3826
3827         /*
3828          * While we are ensured activity in the period following an
3829          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
3830          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
3831          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
3832          */
3833         cfs_b->idle = 0;
3834
3835         return 0;
3836
3837 out_deactivate:
3838         return 1;
3839 }
3840
3841 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
3842 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
3843 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
3844 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
3845 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
3846 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
3847
3848 /*
3849  * Are we near the end of the current quota period?
3850  *
3851  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
3852  * hrtimer base being cleared by hrtimer_start. In the case of
3853  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
3854  */
3855 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
3856 {
3857         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
3858         u64 remaining;
3859
3860         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
3861         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
3862                 return 1;
3863
3864         /* is a quota refresh about to occur? */
3865         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
3866         if (remaining < min_expire)
3867                 return 1;
3868
3869         return 0;
3870 }
3871
3872 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3873 {
3874         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
3875
3876         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
3877         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
3878                 return;
3879
3880         hrtimer_start(&cfs_b->slack_timer,
3881                         ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period),
3882                         HRTIMER_MODE_REL);
3883 }
3884
3885 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
3886 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3887 {
3888         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3889         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
3890
3891         if (slack_runtime <= 0)
3892                 return;
3893
3894         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3895         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
3896             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
3897                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
3898
3899                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
3900                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
3901                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
3902                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
3903         }
3904         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3905
3906         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
3907         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
3908 }
3909
3910 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3911 {
3912         if (!cfs_bandwidth_used())
3913                 return;
3914
3915         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
3916                 return;
3917
3918         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3919 }
3920
3921 /*
3922  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
3923  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
3924  */
3925 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3926 {
3927         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
3928         u64 expires;
3929
3930         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
3931         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3932         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
3933                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3934                 return;
3935         }
3936
3937         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice)
3938                 runtime = cfs_b->runtime;
3939
3940         expires = cfs_b->runtime_expires;
3941         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3942
3943         if (!runtime)
3944                 return;
3945
3946         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
3947
3948         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3949         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
3950                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
3951         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3952 }
3953
3954 /*
3955  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
3956  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
3957  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
3958  */
3959 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
3960 {
3961         if (!cfs_bandwidth_used())
3962                 return;
3963
3964         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
3965         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
3966                 return;
3967
3968         /* ensure the group is not already throttled */
3969         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3970                 return;
3971
3972         /* update runtime allocation */
3973         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
3974         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
3975                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3976 }
3977
3978 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
3979 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3980 {
3981         if (!cfs_bandwidth_used())
3982                 return false;
3983
3984         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3985                 return false;
3986
3987         /*
3988          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
3989          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
3990          */
3991         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3992                 return true;
3993
3994         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3995         return true;
3996 }
3997
3998 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
3999 {
4000         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
4001                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
4002
4003         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
4004
4005         return HRTIMER_NORESTART;
4006 }
4007
4008 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
4009 {
4010         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
4011                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
4012         int overrun;
4013         int idle = 0;
4014
4015         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4016         for (;;) {
4017                 overrun = hrtimer_forward_now(timer, cfs_b->period);
4018                 if (!overrun)
4019                         break;
4020
4021                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
4022         }
4023         if (idle)
4024                 cfs_b->period_active = 0;
4025         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4026
4027         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
4028 }
4029
4030 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4031 {
4032         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
4033         cfs_b->runtime = 0;
4034         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
4035         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
4036
4037         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4038         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
4039         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
4040         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
4041         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
4042 }
4043
4044 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4045 {
4046         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
4047         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
4048 }
4049
4050 void start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4051 {
4052         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
4053
4054         if (!cfs_b->period_active) {
4055                 cfs_b->period_active = 1;
4056                 hrtimer_forward_now(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
4057                 hrtimer_start_expires(&cfs_b->period_timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
4058         }
4059 }
4060
4061 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4062 {
4063         /* init_cfs_bandwidth() was not called */
4064         if (!cfs_b->throttled_cfs_rq.next)
4065                 return;
4066
4067         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
4068         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
4069 }
4070
4071 static void __maybe_unused update_runtime_enabled(struct rq *rq)
4072 {
4073         struct cfs_rq *cfs_rq;
4074
4075         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
4076                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &cfs_rq->tg->cfs_bandwidth;
4077
4078                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4079                 cfs_rq->runtime_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
4080                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4081         }
4082 }
4083
4084 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
4085 {
4086         struct cfs_rq *cfs_rq;
4087
4088         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
4089                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
4090                         continue;
4091
4092                 /*
4093                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
4094                  * there's some valid quota amount
4095                  */
4096                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
4097                 /*
4098                  * Offline rq is schedulable till cpu is completely disabled
4099                  * in take_cpu_down(), so we prevent new cfs throttling here.
4100                  */
4101                 cfs_rq->runtime_enabled = 0;
4102
4103                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4104                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
4105         }
4106 }
4107
4108 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
4109 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
4110 {
4111         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
4112 }
4113
4114 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
4115 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
4116 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4117 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4118
4119 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
4120 {
4121         return 0;
4122 }
4123
4124 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
4125 {
4126         return 0;
4127 }
4128
4129 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
4130                                     int src_cpu, int dest_cpu)
4131 {
4132         return 0;
4133 }
4134
4135 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
4136
4137 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4138 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4139 #endif
4140
4141 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
4142 {
4143         return NULL;
4144 }
4145 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
4146 static inline void update_runtime_enabled(struct rq *rq) {}
4147 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
4148
4149 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
4150
4151 /**************************************************
4152  * CFS operations on tasks:
4153  */
4154
4155 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
4156 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4157 {
4158         struct sched_entity *se = &p->se;
4159         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4160
4161         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
4162
4163         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
4164                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
4165                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
4166                 s64 delta = slice - ran;
4167
4168                 if (delta < 0) {
4169                         if (rq->curr == p)
4170                                 resched_curr(rq);
4171                         return;
4172                 }
4173                 hrtick_start(rq, delta);
4174         }
4175 }
4176
4177 /*
4178  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
4179  * current task is from our class and nr_running is low enough
4180  * to matter.
4181  */
4182 static void hrtick_update(struct rq *rq)
4183 {
4184         struct task_struct *curr = rq->curr;
4185
4186         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
4187                 return;
4188
4189         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
4190                 hrtick_start_fair(rq, curr);
4191 }
4192 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
4193 static inline void
4194 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4195 {
4196 }
4197
4198 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
4199 {
4200 }
4201 #endif
4202
4203 #ifdef CONFIG_SMP
4204 static bool cpu_overutilized(int cpu);
4205 static inline unsigned long boosted_cpu_util(int cpu);
4206 #else
4207 #define boosted_cpu_util(cpu) cpu_util(cpu)
4208 #endif
4209
4210 #ifdef CONFIG_SMP
4211 static void update_capacity_of(int cpu)
4212 {
4213         unsigned long req_cap;
4214
4215         if (!sched_freq())
4216                 return;
4217
4218         /* Convert scale-invariant capacity to cpu. */
4219         req_cap = boosted_cpu_util(cpu);
4220         req_cap = req_cap * SCHED_CAPACITY_SCALE / capacity_orig_of(cpu);
4221         set_cfs_cpu_capacity(cpu, true, req_cap);
4222 }
4223 #endif
4224
4225 /*
4226  * The enqueue_task method is called before nr_running is
4227  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
4228  * then put the task into the rbtree:
4229  */
4230 static void
4231 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
4232 {
4233         struct cfs_rq *cfs_rq;
4234         struct sched_entity *se = &p->se;
4235 #ifdef CONFIG_SMP
4236         int task_new = flags & ENQUEUE_WAKEUP_NEW;
4237         int task_wakeup = flags & ENQUEUE_WAKEUP;
4238 #endif
4239
4240         for_each_sched_entity(se) {
4241                 if (se->on_rq)
4242                         break;
4243                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4244                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
4245
4246                 /*
4247                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
4248                  *
4249                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
4250                  * post the final h_nr_running increment below.
4251                 */
4252                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4253                         break;
4254                 cfs_rq->h_nr_running++;
4255                 walt_inc_cfs_cumulative_runnable_avg(cfs_rq, p);
4256
4257                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
4258         }
4259
4260         for_each_sched_entity(se) {
4261                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4262                 cfs_rq->h_nr_running++;
4263                 walt_inc_cfs_cumulative_runnable_avg(cfs_rq, p);
4264
4265                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4266                         break;
4267
4268                 update_load_avg(se, 1);
4269                 update_cfs_shares(cfs_rq);
4270         }
4271
4272         if (!se)
4273                 add_nr_running(rq, 1);
4274
4275 #ifdef CONFIG_SMP
4276
4277         /*
4278          * Update SchedTune accounting.
4279          *
4280          * We do it before updating the CPU capacity to ensure the
4281          * boost value of the current task is accounted for in the
4282          * selection of the OPP.
4283          *
4284          * We do it also in the case where we enqueue a throttled task;
4285          * we could argue that a throttled task should not boost a CPU,
4286          * however:
4287          * a) properly implementing CPU boosting considering throttled
4288          *    tasks will increase a lot the complexity of the solution
4289          * b) it's not easy to quantify the benefits introduced by
4290          *    such a more complex solution.
4291          * Thus, for the time being we go for the simple solution and boost
4292          * also for throttled RQs.
4293          */
4294         schedtune_enqueue_task(p, cpu_of(rq));
4295
4296         if (!se) {
4297                 walt_inc_cumulative_runnable_avg(rq, p);
4298                 if (!task_new && !rq->rd->overutilized &&
4299                     cpu_overutilized(rq->cpu)) {
4300                         rq->rd->overutilized = true;
4301                         trace_sched_overutilized(true);
4302                 }
4303
4304                 /*
4305                  * We want to potentially trigger a freq switch
4306                  * request only for tasks that are waking up; this is
4307                  * because we get here also during load balancing, but
4308                  * in these cases it seems wise to trigger as single
4309                  * request after load balancing is done.
4310                  */
4311                 if (task_new || task_wakeup)
4312                         update_capacity_of(cpu_of(rq));
4313         }
4314
4315 #endif /* CONFIG_SMP */
4316         hrtick_update(rq);
4317 }
4318
4319 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
4320
4321 /*
4322  * The dequeue_task method is called before nr_running is
4323  * decreased. We remove the task from the rbtree and
4324  * update the fair scheduling stats:
4325  */
4326 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
4327 {
4328         struct cfs_rq *cfs_rq;
4329         struct sched_entity *se = &p->se;
4330         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
4331
4332         for_each_sched_entity(se) {
4333                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4334                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
4335
4336                 /*
4337                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
4338                  *
4339                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
4340                  * post the final h_nr_running decrement below.
4341                 */
4342                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4343                         break;
4344                 cfs_rq->h_nr_running--;
4345                 walt_dec_cfs_cumulative_runnable_avg(cfs_rq, p);
4346
4347                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
4348                 if (cfs_rq->load.weight) {
4349                         /*
4350                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
4351                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
4352                          */
4353                         if (task_sleep && parent_entity(se))
4354                                 set_next_buddy(parent_entity(se));
4355
4356                         /* avoid re-evaluating load for this entity */
4357                         se = parent_entity(se);
4358                         break;
4359                 }
4360                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
4361         }
4362
4363         for_each_sched_entity(se) {
4364                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4365                 cfs_rq->h_nr_running--;
4366                 walt_dec_cfs_cumulative_runnable_avg(cfs_rq, p);
4367
4368                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4369                         break;
4370
4371                 update_load_avg(se, 1);
4372                 update_cfs_shares(cfs_rq);
4373         }
4374
4375         if (!se)
4376                 sub_nr_running(rq, 1);
4377
4378 #ifdef CONFIG_SMP
4379
4380         /*
4381          * Update SchedTune accounting
4382          *
4383          * We do it before updating the CPU capacity to ensure the
4384          * boost value of the current task is accounted for in the
4385          * selection of the OPP.
4386          */
4387         schedtune_dequeue_task(p, cpu_of(rq));
4388
4389         if (!se) {
4390                 walt_dec_cumulative_runnable_avg(rq, p);
4391
4392                 /*
4393                  * We want to potentially trigger a freq switch
4394                  * request only for tasks that are going to sleep;
4395                  * this is because we get here also during load
4396                  * balancing, but in these cases it seems wise to
4397                  * trigger as single request after load balancing is
4398                  * done.
4399                  */
4400                 if (task_sleep) {
4401                         if (rq->cfs.nr_running)
4402                                 update_capacity_of(cpu_of(rq));
4403                         else if (sched_freq())
4404                                 set_cfs_cpu_capacity(cpu_of(rq), false, 0);
4405                 }
4406         }
4407
4408 #endif /* CONFIG_SMP */
4409
4410         hrtick_update(rq);
4411 }
4412
4413 #ifdef CONFIG_SMP
4414
4415 /*
4416  * per rq 'load' arrray crap; XXX kill this.
4417  */
4418
4419 /*
4420  * The exact cpuload at various idx values, calculated at every tick would be
4421  * load = (2^idx - 1) / 2^idx * load + 1 / 2^idx * cur_load
4422  *
4423  * If a cpu misses updates for n-1 ticks (as it was idle) and update gets called
4424  * on nth tick when cpu may be busy, then we have:
4425  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
4426  * load = (2^idx - 1) / 2^idx) * load + 1 / 2^idx * cur_load
4427  *
4428  * decay_load_missed() below does efficient calculation of
4429  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
4430  * avoiding 0..n-1 loop doing load = ((2^idx - 1) / 2^idx) * load
4431  *
4432  * The calculation is approximated on a 128 point scale.
4433  * degrade_zero_ticks is the number of ticks after which load at any
4434  * particular idx is approximated to be zero.
4435  * degrade_factor is a precomputed table, a row for each load idx.
4436  * Each column corresponds to degradation factor for a power of two ticks,
4437  * based on 128 point scale.
4438  * Example:
4439  * row 2, col 3 (=12) says that the degradation at load idx 2 after
4440  * 8 ticks is 12/128 (which is an approximation of exact factor 3^8/4^8).
4441  *
4442  * With this power of 2 load factors, we can degrade the load n times
4443  * by looking at 1 bits in n and doing as many mult/shift instead of
4444  * n mult/shifts needed by the exact degradation.
4445  */
4446 #define DEGRADE_SHIFT           7
4447 static const unsigned char
4448                 degrade_zero_ticks[CPU_LOAD_IDX_MAX] = {0, 8, 32, 64, 128};
4449 static const unsigned char
4450                 degrade_factor[CPU_LOAD_IDX_MAX][DEGRADE_SHIFT + 1] = {
4451                                         {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
4452                                         {64, 32, 8, 0, 0, 0, 0, 0},
4453                                         {96, 72, 40, 12, 1, 0, 0},
4454                                         {112, 98, 75, 43, 15, 1, 0},
4455                                         {120, 112, 98, 76, 45, 16, 2} };
4456
4457 /*
4458  * Update cpu_load for any missed ticks, due to tickless idle. The backlog
4459  * would be when CPU is idle and so we just decay the old load without
4460  * adding any new load.
4461  */
4462 static unsigned long
4463 decay_load_missed(unsigned long load, unsigned long missed_updates, int idx)
4464 {
4465         int j = 0;
4466
4467         if (!missed_updates)
4468                 return load;
4469
4470         if (missed_updates >= degrade_zero_ticks[idx])
4471                 return 0;
4472
4473         if (idx == 1)
4474                 return load >> missed_updates;
4475
4476         while (missed_updates) {
4477                 if (missed_updates % 2)
4478                         load = (load * degrade_factor[idx][j]) >> DEGRADE_SHIFT;
4479
4480                 missed_updates >>= 1;
4481                 j++;
4482         }
4483         return load;
4484 }
4485
4486 /*
4487  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
4488  * scheduler tick (TICK_NSEC). With tickless idle this will not be called
4489  * every tick. We fix it up based on jiffies.
4490  */
4491 static void __update_cpu_load(struct rq *this_rq, unsigned long this_load,
4492                               unsigned long pending_updates)
4493 {
4494         int i, scale;
4495
4496         this_rq->nr_load_updates++;
4497
4498         /* Update our load: */
4499         this_rq->cpu_load[0] = this_load; /* Fasttrack for idx 0 */
4500         for (i = 1, scale = 2; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
4501                 unsigned long old_load, new_load;
4502
4503                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
4504
4505                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
4506                 old_load = decay_load_missed(old_load, pending_updates - 1, i);
4507                 new_load = this_load;
4508                 /*
4509                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
4510                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
4511                  * example.
4512                  */
4513                 if (new_load > old_load)
4514                         new_load += scale - 1;
4515
4516                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load * (scale - 1) + new_load) >> i;
4517         }
4518
4519         sched_avg_update(this_rq);
4520 }
4521
4522 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
4523 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
4524 {
4525         return cfs_rq_runnable_load_avg(&cpu_rq(cpu)->cfs);
4526 }
4527
4528 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
4529 /*
4530  * There is no sane way to deal with nohz on smp when using jiffies because the
4531  * cpu doing the jiffies update might drift wrt the cpu doing the jiffy reading
4532  * causing off-by-one errors in observed deltas; {0,2} instead of {1,1}.
4533  *
4534  * Therefore we cannot use the delta approach from the regular tick since that
4535  * would seriously skew the load calculation. However we'll make do for those
4536  * updates happening while idle (nohz_idle_balance) or coming out of idle
4537  * (tick_nohz_idle_exit).
4538  *
4539  * This means we might still be one tick off for nohz periods.
4540  */
4541
4542 /*
4543  * Called from nohz_idle_balance() to update the load ratings before doing the
4544  * idle balance.
4545  */
4546 static void update_idle_cpu_load(struct rq *this_rq)
4547 {
4548         unsigned long curr_jiffies = READ_ONCE(jiffies);
4549         unsigned long load = weighted_cpuload(cpu_of(this_rq));
4550         unsigned long pending_updates;
4551
4552         /*
4553          * bail if there's load or we're actually up-to-date.
4554          */
4555         if (load || curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
4556                 return;
4557
4558         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
4559         this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
4560
4561         __update_cpu_load(this_rq, load, pending_updates);
4562 }
4563
4564 /*
4565  * Called from tick_nohz_idle_exit() -- try and fix up the ticks we missed.
4566  */
4567 void update_cpu_load_nohz(void)
4568 {
4569         struct rq *this_rq = this_rq();
4570         unsigned long curr_jiffies = READ_ONCE(jiffies);
4571         unsigned long pending_updates;
4572
4573         if (curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
4574                 return;
4575
4576         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
4577         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
4578         if (pending_updates) {
4579                 this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
4580                 /*
4581                  * We were idle, this means load 0, the current load might be
4582                  * !0 due to remote wakeups and the sort.
4583                  */
4584                 __update_cpu_load(this_rq, 0, pending_updates);
4585         }
4586         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
4587 }
4588 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
4589
4590 /*
4591  * Called from scheduler_tick()
4592  */
4593 void update_cpu_load_active(struct rq *this_rq)
4594 {
4595         unsigned long load = weighted_cpuload(cpu_of(this_rq));
4596         /*
4597          * See the mess around update_idle_cpu_load() / update_cpu_load_nohz().
4598          */
4599         this_rq->last_load_update_tick = jiffies;
4600         __update_cpu_load(this_rq, load, 1);
4601 }
4602
4603 /*
4604  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
4605  * according to the scheduling class and "nice" value.
4606  *
4607  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
4608  * balance conservatively.
4609  */
4610 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
4611 {
4612         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4613         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
4614
4615         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
4616                 return total;
4617
4618         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
4619 }
4620
4621 /*
4622  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
4623  * according to the scheduling class and "nice" value.
4624  */
4625 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
4626 {
4627         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4628         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
4629
4630         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
4631                 return total;
4632
4633         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
4634 }
4635
4636
4637 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
4638 {
4639         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4640         unsigned long nr_running = READ_ONCE(rq->cfs.h_nr_running);
4641         unsigned long load_avg = weighted_cpuload(cpu);
4642
4643         if (nr_running)
4644                 return load_avg / nr_running;
4645
4646         return 0;
4647 }
4648
4649 static void record_wakee(struct task_struct *p)
4650 {
4651         /*
4652          * Rough decay (wiping) for cost saving, don't worry
4653          * about the boundary, really active task won't care
4654          * about the loss.
4655          */
4656         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
4657                 current->wakee_flips >>= 1;
4658                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
4659         }
4660
4661         if (current->last_wakee != p) {
4662                 current->last_wakee = p;
4663                 current->wakee_flips++;
4664         }
4665 }
4666
4667 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
4668 {
4669         struct sched_entity *se = &p->se;
4670         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4671         u64 min_vruntime;
4672
4673 #ifndef CONFIG_64BIT
4674         u64 min_vruntime_copy;
4675
4676         do {
4677                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
4678                 smp_rmb();
4679                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4680         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
4681 #else
4682         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4683 #endif
4684
4685         se->vruntime -= min_vruntime;
4686         record_wakee(p);
4687 }
4688
4689 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4690 /*
4691  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
4692  *
4693  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
4694  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
4695  * can calculate the shift in shares.
4696  *
4697  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
4698  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
4699  * total group weight.
4700  *
4701  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
4702  * distribution (s_i) using:
4703  *
4704  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
4705  *
4706  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
4707  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
4708  * shares distribution (s_i):
4709  *
4710  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
4711  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
4712  *
4713  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
4714  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
4715  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
4716  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
4717  *
4718  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
4719  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
4720  *
4721  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
4722  *
4723  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
4724  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
4725  * weight and shares distributions like:
4726  *
4727  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
4728  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
4729  *
4730  * We can then compute the difference in effective weight by using:
4731  *
4732  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
4733  *
4734  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
4735  *
4736  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
4737  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
4738  * 4/7) times the weight of the group.
4739  */
4740 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4741 {
4742         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
4743
4744         if (!tg->parent)        /* the trivial, non-cgroup case */
4745                 return wl;
4746
4747         for_each_sched_entity(se) {
4748                 struct cfs_rq *cfs_rq = se->my_q;
4749                 long W, w = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
4750
4751                 tg = cfs_rq->tg;
4752
4753                 /*
4754                  * W = @wg + \Sum rw_j
4755                  */
4756                 W = wg + atomic_long_read(&tg->load_avg);
4757
4758                 /* Ensure \Sum rw_j >= rw_i */
4759                 W -= cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
4760                 W += w;
4761
4762                 /*
4763                  * w = rw_i + @wl
4764                  */
4765                 w += wl;
4766
4767                 /*
4768                  * wl = S * s'_i; see (2)
4769                  */
4770                 if (W > 0 && w < W)
4771                         wl = (w * (long)tg->shares) / W;
4772                 else
4773                         wl = tg->shares;
4774
4775                 /*
4776                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
4777                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
4778                  * calc_cfs_shares().
4779                  */
4780                 if (wl < MIN_SHARES)
4781                         wl = MIN_SHARES;
4782
4783                 /*
4784                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
4785                  */
4786                 wl -= se->avg.load_avg;
4787
4788                 /*
4789                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
4790                  * the final effective load change on the root group. Since
4791                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
4792                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
4793                  * resulting from this level per the above.
4794                  */
4795                 wg = 0;
4796         }
4797
4798         return wl;
4799 }
4800 #else
4801
4802 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4803 {
4804         return wl;
4805 }
4806
4807 #endif
4808
4809 /*
4810  * Returns the current capacity of cpu after applying both
4811  * cpu and freq scaling.
4812  */
4813 unsigned long capacity_curr_of(int cpu)
4814 {
4815         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig *
4816                arch_scale_freq_capacity(NULL, cpu)
4817                >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
4818 }
4819
4820 static inline bool energy_aware(void)
4821 {
4822         return sched_feat(ENERGY_AWARE);
4823 }
4824
4825 struct energy_env {
4826         struct sched_group      *sg_top;
4827         struct sched_group      *sg_cap;
4828         int                     cap_idx;
4829         int                     util_delta;
4830         int                     src_cpu;
4831         int                     dst_cpu;
4832         int                     energy;
4833         int                     payoff;
4834         struct task_struct      *task;
4835         struct {
4836                 int before;
4837                 int after;
4838                 int delta;
4839                 int diff;
4840         } nrg;
4841         struct {
4842                 int before;
4843                 int after;
4844                 int delta;
4845         } cap;
4846 };
4847
4848 /*
4849  * __cpu_norm_util() returns the cpu util relative to a specific capacity,
4850  * i.e. it's busy ratio, in the range [0..SCHED_LOAD_SCALE] which is useful for
4851  * energy calculations. Using the scale-invariant util returned by
4852  * cpu_util() and approximating scale-invariant util by:
4853  *
4854  *   util ~ (curr_freq/max_freq)*1024 * capacity_orig/1024 * running_time/time
4855  *
4856  * the normalized util can be found using the specific capacity.
4857  *
4858  *   capacity = capacity_orig * curr_freq/max_freq
4859  *
4860  *   norm_util = running_time/time ~ util/capacity
4861  */
4862 static unsigned long __cpu_norm_util(int cpu, unsigned long capacity, int delta)
4863 {
4864         int util = __cpu_util(cpu, delta);
4865
4866         if (util >= capacity)
4867                 return SCHED_CAPACITY_SCALE;
4868
4869         return (util << SCHED_CAPACITY_SHIFT)/capacity;
4870 }
4871
4872 static int calc_util_delta(struct energy_env *eenv, int cpu)
4873 {
4874         if (cpu == eenv->src_cpu)
4875                 return -eenv->util_delta;
4876         if (cpu == eenv->dst_cpu)
4877                 return eenv->util_delta;
4878         return 0;
4879 }
4880
4881 static
4882 unsigned long group_max_util(struct energy_env *eenv)
4883 {
4884         int i, delta;
4885         unsigned long max_util = 0;
4886
4887         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(eenv->sg_cap)) {
4888                 delta = calc_util_delta(eenv, i);
4889                 max_util = max(max_util, __cpu_util(i, delta));
4890         }
4891
4892         return max_util;
4893 }
4894
4895 /*
4896  * group_norm_util() returns the approximated group util relative to it's
4897  * current capacity (busy ratio) in the range [0..SCHED_LOAD_SCALE] for use in
4898  * energy calculations. Since task executions may or may not overlap in time in
4899  * the group the true normalized util is between max(cpu_norm_util(i)) and
4900  * sum(cpu_norm_util(i)) when iterating over all cpus in the group, i. The
4901  * latter is used as the estimate as it leads to a more pessimistic energy
4902  * estimate (more busy).
4903  */
4904 static unsigned
4905 long group_norm_util(struct energy_env *eenv, struct sched_group *sg)
4906 {
4907         int i, delta;
4908         unsigned long util_sum = 0;
4909         unsigned long capacity = sg->sge->cap_states[eenv->cap_idx].cap;
4910
4911         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
4912                 delta = calc_util_delta(eenv, i);
4913                 util_sum += __cpu_norm_util(i, capacity, delta);
4914         }
4915
4916         if (util_sum > SCHED_CAPACITY_SCALE)
4917                 return SCHED_CAPACITY_SCALE;
4918         return util_sum;
4919 }
4920
4921 static int find_new_capacity(struct energy_env *eenv,
4922         const struct sched_group_energy const *sge)
4923 {
4924         int idx;
4925         unsigned long util = group_max_util(eenv);
4926
4927         for (idx = 0; idx < sge->nr_cap_states; idx++) {
4928                 if (sge->cap_states[idx].cap >= util)
4929                         break;
4930         }
4931
4932         eenv->cap_idx = idx;
4933
4934         return idx;
4935 }
4936
4937 static int group_idle_state(struct sched_group *sg)
4938 {
4939         int i, state = INT_MAX;
4940
4941         /* Find the shallowest idle state in the sched group. */
4942         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg))
4943                 state = min(state, idle_get_state_idx(cpu_rq(i)));
4944
4945         /* Take non-cpuidle idling into account (active idle/arch_cpu_idle()) */
4946         state++;
4947
4948         return state;
4949 }
4950
4951 /*
4952  * sched_group_energy(): Computes the absolute energy consumption of cpus
4953  * belonging to the sched_group including shared resources shared only by
4954  * members of the group. Iterates over all cpus in the hierarchy below the
4955  * sched_group starting from the bottom working it's way up before going to
4956  * the next cpu until all cpus are covered at all levels. The current
4957  * implementation is likely to gather the same util statistics multiple times.
4958  * This can probably be done in a faster but more complex way.
4959  * Note: sched_group_energy() may fail when racing with sched_domain updates.
4960  */
4961 static int sched_group_energy(struct energy_env *eenv)
4962 {
4963         struct sched_domain *sd;
4964         int cpu, total_energy = 0;
4965         struct cpumask visit_cpus;
4966         struct sched_group *sg;
4967
4968         WARN_ON(!eenv->sg_top->sge);
4969
4970         cpumask_copy(&visit_cpus, sched_group_cpus(eenv->sg_top));
4971
4972         while (!cpumask_empty(&visit_cpus)) {
4973                 struct sched_group *sg_shared_cap = NULL;
4974
4975                 cpu = cpumask_first(&visit_cpus);
4976
4977                 /*
4978                  * Is the group utilization affected by cpus outside this
4979                  * sched_group?
4980                  */
4981                 sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_scs, cpu));
4982
4983                 if (!sd)
4984                         /*
4985                          * We most probably raced with hotplug; returning a
4986                          * wrong energy estimation is better than entering an
4987                          * infinite loop.
4988                          */
4989                         return -EINVAL;
4990
4991                 if (sd->parent)
4992                         sg_shared_cap = sd->parent->groups;
4993
4994                 for_each_domain(cpu, sd) {
4995                         sg = sd->groups;
4996
4997                         /* Has this sched_domain already been visited? */
4998                         if (sd->child && group_first_cpu(sg) != cpu)
4999                                 break;
5000
5001                         do {
5002                                 unsigned long group_util;
5003                                 int sg_busy_energy, sg_idle_energy;
5004                                 int cap_idx, idle_idx;
5005
5006                                 if (sg_shared_cap && sg_shared_cap->group_weight >= sg->group_weight)
5007                                         eenv->sg_cap = sg_shared_cap;
5008                                 else
5009                                         eenv->sg_cap = sg;
5010
5011                                 cap_idx = find_new_capacity(eenv, sg->sge);
5012
5013                                 if (sg->group_weight == 1) {
5014                                         /* Remove capacity of src CPU (before task move) */
5015                                         if (eenv->util_delta == 0 &&
5016                                             cpumask_test_cpu(eenv->src_cpu, sched_group_cpus(sg))) {
5017                                                 eenv->cap.before = sg->sge->cap_states[cap_idx].cap;
5018                                                 eenv->cap.delta -= eenv->cap.before;
5019                                         }
5020                                         /* Add capacity of dst CPU  (after task move) */
5021                                         if (eenv->util_delta != 0 &&
5022                                             cpumask_test_cpu(eenv->dst_cpu, sched_group_cpus(sg))) {
5023                                                 eenv->cap.after = sg->sge->cap_states[cap_idx].cap;
5024                                                 eenv->cap.delta += eenv->cap.after;
5025                                         }
5026                                 }
5027
5028                                 idle_idx = group_idle_state(sg);
5029                                 group_util = group_norm_util(eenv, sg);
5030                                 sg_busy_energy = (group_util * sg->sge->cap_states[cap_idx].power)
5031                                                                 >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
5032                                 sg_idle_energy = ((SCHED_LOAD_SCALE-group_util)
5033                                                                 * sg->sge->idle_states[idle_idx].power)
5034                                                                 >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
5035
5036                                 total_energy += sg_busy_energy + sg_idle_energy;
5037
5038                                 if (!sd->child)
5039                                         cpumask_xor(&visit_cpus, &visit_cpus, sched_group_cpus(sg));
5040
5041                                 if (cpumask_equal(sched_group_cpus(sg), sched_group_cpus(eenv->sg_top)))
5042                                         goto next_cpu;
5043
5044                         } while (sg = sg->next, sg != sd->groups);
5045                 }
5046 next_cpu:
5047                 cpumask_clear_cpu(cpu, &visit_cpus);
5048                 continue;
5049         }
5050
5051         eenv->energy = total_energy;
5052         return 0;
5053 }
5054
5055 static inline bool cpu_in_sg(struct sched_group *sg, int cpu)
5056 {
5057         return cpu != -1 && cpumask_test_cpu(cpu, sched_group_cpus(sg));
5058 }
5059
5060 /*
5061  * energy_diff(): Estimate the energy impact of changing the utilization
5062  * distribution. eenv specifies the change: utilisation amount, source, and
5063  * destination cpu. Source or destination cpu may be -1 in which case the
5064  * utilization is removed from or added to the system (e.g. task wake-up). If
5065  * both are specified, the utilization is migrated.
5066  */
5067 static inline int __energy_diff(struct energy_env *eenv)
5068 {
5069         struct sched_domain *sd;
5070         struct sched_group *sg;
5071         int sd_cpu = -1, energy_before = 0, energy_after = 0;
5072
5073         struct energy_env eenv_before = {
5074                 .util_delta     = 0,
5075                 .src_cpu        = eenv->src_cpu,
5076                 .dst_cpu        = eenv->dst_cpu,
5077                 .nrg            = { 0, 0, 0, 0},
5078                 .cap            = { 0, 0, 0 },
5079         };
5080
5081         if (eenv->src_cpu == eenv->dst_cpu)
5082                 return 0;
5083
5084         sd_cpu = (eenv->src_cpu != -1) ? eenv->src_cpu : eenv->dst_cpu;
5085         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_ea, sd_cpu));
5086
5087         if (!sd)
5088                 return 0; /* Error */
5089
5090         sg = sd->groups;
5091
5092         do {
5093                 if (cpu_in_sg(sg, eenv->src_cpu) || cpu_in_sg(sg, eenv->dst_cpu)) {
5094                         eenv_before.sg_top = eenv->sg_top = sg;
5095
5096                         if (sched_group_energy(&eenv_before))
5097                                 return 0; /* Invalid result abort */
5098                         energy_before += eenv_before.energy;
5099
5100                         /* Keep track of SRC cpu (before) capacity */
5101                         eenv->cap.before = eenv_before.cap.before;
5102                         eenv->cap.delta = eenv_before.cap.delta;
5103
5104                         if (sched_group_energy(eenv))
5105                                 return 0; /* Invalid result abort */
5106                         energy_after += eenv->energy;
5107                 }
5108         } while (sg = sg->next, sg != sd->groups);
5109
5110         eenv->nrg.before = energy_before;
5111         eenv->nrg.after = energy_after;
5112         eenv->nrg.diff = eenv->nrg.after - eenv->nrg.before;
5113         eenv->payoff = 0;
5114
5115         trace_sched_energy_diff(eenv->task,
5116                         eenv->src_cpu, eenv->dst_cpu, eenv->util_delta,
5117                         eenv->nrg.before, eenv->nrg.after, eenv->nrg.diff,
5118                         eenv->cap.before, eenv->cap.after, eenv->cap.delta,
5119                         eenv->nrg.delta, eenv->payoff);
5120
5121         return eenv->nrg.diff;
5122 }
5123
5124 #ifdef CONFIG_SCHED_TUNE
5125
5126 struct target_nrg schedtune_target_nrg;
5127
5128 /*
5129  * System energy normalization
5130  * Returns the normalized value, in the range [0..SCHED_LOAD_SCALE],
5131  * corresponding to the specified energy variation.
5132  */
5133 static inline int
5134 normalize_energy(int energy_diff)
5135 {
5136         u32 normalized_nrg;
5137 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5138         int max_delta;
5139
5140         /* Check for boundaries */
5141         max_delta  = schedtune_target_nrg.max_power;
5142         max_delta -= schedtune_target_nrg.min_power;
5143         WARN_ON(abs(energy_diff) >= max_delta);
5144 #endif
5145
5146         /* Do scaling using positive numbers to increase the range */
5147         normalized_nrg = (energy_diff < 0) ? -energy_diff : energy_diff;
5148
5149         /* Scale by energy magnitude */
5150         normalized_nrg <<= SCHED_LOAD_SHIFT;
5151
5152         /* Normalize on max energy for target platform */
5153         normalized_nrg = reciprocal_divide(
5154                         normalized_nrg, schedtune_target_nrg.rdiv);
5155
5156         return (energy_diff < 0) ? -normalized_nrg : normalized_nrg;
5157 }
5158
5159 static inline int
5160 energy_diff(struct energy_env *eenv)
5161 {
5162         int boost = schedtune_task_boost(eenv->task);
5163         int nrg_delta;
5164
5165         /* Conpute "absolute" energy diff */
5166         __energy_diff(eenv);
5167
5168         /* Return energy diff when boost margin is 0 */
5169         if (boost == 0)
5170                 return eenv->nrg.diff;
5171
5172         /* Compute normalized energy diff */
5173         nrg_delta = normalize_energy(eenv->nrg.diff);
5174         eenv->nrg.delta = nrg_delta;
5175
5176         eenv->payoff = schedtune_accept_deltas(
5177                         eenv->nrg.delta,
5178                         eenv->cap.delta,
5179                         eenv->task);
5180
5181         /*
5182          * When SchedTune is enabled, the energy_diff() function will return
5183          * the computed energy payoff value. Since the energy_diff() return
5184          * value is expected to be negative by its callers, this evaluation
5185          * function return a negative value each time the evaluation return a
5186          * positive payoff, which is the condition for the acceptance of
5187          * a scheduling decision
5188          */
5189         return -eenv->payoff;
5190 }
5191 #else /* CONFIG_SCHED_TUNE */
5192 #define energy_diff(eenv) __energy_diff(eenv)
5193 #endif
5194
5195 /*
5196  * Detect M:N waker/wakee relationships via a switching-frequency heuristic.
5197  * A waker of many should wake a different task than the one last awakened
5198  * at a frequency roughly N times higher than one of its wakees.  In order
5199  * to determine whether we should let the load spread vs consolodating to
5200  * shared cache, we look for a minimum 'flip' frequency of llc_size in one
5201  * partner, and a factor of lls_size higher frequency in the other.  With
5202  * both conditions met, we can be relatively sure that the relationship is
5203  * non-monogamous, with partner count exceeding socket size.  Waker/wakee
5204  * being client/server, worker/dispatcher, interrupt source or whatever is
5205  * irrelevant, spread criteria is apparent partner count exceeds socket size.
5206  */
5207 static int wake_wide(struct task_struct *p)
5208 {
5209         unsigned int master = current->wakee_flips;
5210         unsigned int slave = p->wakee_flips;
5211         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
5212
5213         if (master < slave)
5214                 swap(master, slave);
5215         if (slave < factor || master < slave * factor)
5216                 return 0;
5217         return 1;
5218 }
5219
5220 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
5221 {
5222         s64 this_load, load;
5223         s64 this_eff_load, prev_eff_load;
5224         int idx, this_cpu, prev_cpu;
5225         struct task_group *tg;
5226         unsigned long weight;
5227         int balanced;
5228
5229         idx       = sd->wake_idx;
5230         this_cpu  = smp_processor_id();
5231         prev_cpu  = task_cpu(p);
5232         load      = source_load(prev_cpu, idx);
5233         this_load = target_load(this_cpu, idx);
5234
5235         /*
5236          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
5237          * effect of the currently running task from the load
5238          * of the current CPU:
5239          */
5240         if (sync) {
5241                 tg = task_group(current);
5242                 weight = current->se.avg.load_avg;
5243
5244                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
5245                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
5246         }
5247
5248         tg = task_group(p);
5249         weight = p->se.avg.load_avg;
5250
5251         /*
5252          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
5253          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
5254          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
5255          * about that, so that's good too.
5256          *
5257          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
5258          * task to be woken on this_cpu.
5259          */
5260         this_eff_load = 100;
5261         this_eff_load *= capacity_of(prev_cpu);
5262
5263         prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
5264         prev_eff_load *= capacity_of(this_cpu);
5265
5266         if (this_load > 0) {
5267                 this_eff_load *= this_load +
5268                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
5269
5270                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
5271         }
5272
5273         balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
5274
5275         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
5276
5277         if (!balanced)
5278                 return 0;
5279
5280         schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
5281         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
5282
5283         return 1;
5284 }
5285
5286 static inline unsigned long task_util(struct task_struct *p)
5287 {
5288 #ifdef CONFIG_SCHED_WALT
5289         if (!walt_disabled && sysctl_sched_use_walt_task_util) {
5290                 unsigned long demand = p->ravg.demand;
5291                 return (demand << 10) / walt_ravg_window;
5292         }
5293 #endif
5294         return p->se.avg.util_avg;
5295 }
5296
5297 unsigned int capacity_margin = 1280; /* ~20% margin */
5298
5299 static inline unsigned long boosted_task_util(struct task_struct *task);
5300
5301 static inline bool __task_fits(struct task_struct *p, int cpu, int util)
5302 {
5303         unsigned long capacity = capacity_of(cpu);
5304
5305         util += boosted_task_util(p);
5306
5307         return (capacity * 1024) > (util * capacity_margin);
5308 }
5309
5310 static inline bool task_fits_max(struct task_struct *p, int cpu)
5311 {
5312         unsigned long capacity = capacity_of(cpu);
5313         unsigned long max_capacity = cpu_rq(cpu)->rd->max_cpu_capacity.val;
5314
5315         if (capacity == max_capacity)
5316                 return true;
5317
5318         if (capacity * capacity_margin > max_capacity * 1024)
5319                 return true;
5320
5321         return __task_fits(p, cpu, 0);
5322 }
5323
5324 static inline bool task_fits_spare(struct task_struct *p, int cpu)
5325 {
5326         return __task_fits(p, cpu, cpu_util(cpu));
5327 }
5328
5329 static bool cpu_overutilized(int cpu)
5330 {
5331         return (capacity_of(cpu) * 1024) < (cpu_util(cpu) * capacity_margin);
5332 }
5333
5334 #ifdef CONFIG_SCHED_TUNE
5335
5336 static long
5337 schedtune_margin(unsigned long signal, long boost)
5338 {
5339         long long margin = 0;
5340
5341         /*
5342          * Signal proportional compensation (SPC)
5343          *
5344          * The Boost (B) value is used to compute a Margin (M) which is
5345          * proportional to the complement of the original Signal (S):
5346          *   M = B * (SCHED_LOAD_SCALE - S), if B is positive
5347          *   M = B * S, if B is negative
5348          * The obtained M could be used by the caller to "boost" S.
5349          */
5350         if (boost >= 0) {
5351                 margin  = SCHED_LOAD_SCALE - signal;
5352                 margin *= boost;
5353         } else
5354                 margin = -signal * boost;
5355         /*
5356          * Fast integer division by constant:
5357          *  Constant   :                 (C) = 100
5358          *  Precision  : 0.1%            (P) = 0.1
5359          *  Reference  : C * 100 / P     (R) = 100000
5360          *
5361          * Thus:
5362          *  Shift bits : ceil(log(R,2))  (S) = 17
5363          *  Mult const : round(2^S/C)    (M) = 1311
5364          *
5365          *
5366          */
5367         margin  *= 1311;
5368         margin >>= 17;
5369
5370         if (boost < 0)
5371                 margin *= -1;
5372         return margin;
5373 }
5374
5375 static inline int
5376 schedtune_cpu_margin(unsigned long util, int cpu)
5377 {
5378         int boost = schedtune_cpu_boost(cpu);
5379
5380         if (boost == 0)
5381                 return 0;
5382
5383         return schedtune_margin(util, boost);
5384 }
5385
5386 static inline long
5387 schedtune_task_margin(struct task_struct *task)
5388 {
5389         int boost = schedtune_task_boost(task);
5390         unsigned long util;
5391         long margin;
5392
5393         if (boost == 0)
5394                 return 0;
5395
5396         util = task_util(task);
5397         margin = schedtune_margin(util, boost);
5398
5399         return margin;
5400 }
5401
5402 #else /* CONFIG_SCHED_TUNE */
5403
5404 static inline int
5405 schedtune_cpu_margin(unsigned long util, int cpu)
5406 {
5407         return 0;
5408 }
5409
5410 static inline int
5411 schedtune_task_margin(struct task_struct *task)
5412 {
5413         return 0;
5414 }
5415
5416 #endif /* CONFIG_SCHED_TUNE */
5417
5418 static inline unsigned long
5419 boosted_cpu_util(int cpu)
5420 {
5421         unsigned long util = cpu_util(cpu);
5422         long margin = schedtune_cpu_margin(util, cpu);
5423
5424         trace_sched_boost_cpu(cpu, util, margin);
5425
5426         return util + margin;
5427 }
5428
5429 static inline unsigned long
5430 boosted_task_util(struct task_struct *task)
5431 {
5432         unsigned long util = task_util(task);
5433         long margin = schedtune_task_margin(task);
5434
5435         trace_sched_boost_task(task, util, margin);
5436
5437         return util + margin;
5438 }
5439
5440 /*
5441  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
5442  * domain.
5443  */
5444 static struct sched_group *
5445 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5446                   int this_cpu, int sd_flag)
5447 {
5448         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
5449         struct sched_group *fit_group = NULL, *spare_group = NULL;
5450         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
5451         unsigned long fit_capacity = ULONG_MAX;
5452         unsigned long max_spare_capacity = capacity_margin - SCHED_LOAD_SCALE;
5453         int load_idx = sd->forkexec_idx;
5454         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
5455
5456         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
5457                 load_idx = sd->wake_idx;
5458
5459         do {
5460                 unsigned long load, avg_load, spare_capacity;
5461                 int local_group;
5462                 int i;
5463
5464                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
5465                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
5466                                         tsk_cpus_allowed(p)))
5467                         continue;
5468
5469                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
5470                                                sched_group_cpus(group));
5471
5472                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
5473                 avg_load = 0;
5474
5475                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
5476                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
5477                         if (local_group)
5478                                 load = source_load(i, load_idx);
5479                         else
5480                                 load = target_load(i, load_idx);
5481
5482                         avg_load += load;
5483
5484                         /*
5485                          * Look for most energy-efficient group that can fit
5486                          * that can fit the task.
5487                          */
5488                         if (capacity_of(i) < fit_capacity && task_fits_spare(p, i)) {
5489                                 fit_capacity = capacity_of(i);
5490                                 fit_group = group;
5491                         }
5492
5493                         /*
5494                          * Look for group which has most spare capacity on a
5495                          * single cpu.
5496                          */
5497                         spare_capacity = capacity_of(i) - cpu_util(i);
5498                         if (spare_capacity > max_spare_capacity) {
5499                                 max_spare_capacity = spare_capacity;
5500                                 spare_group = group;
5501                         }
5502                 }
5503
5504                 /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
5505                 avg_load = (avg_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) / group->sgc->capacity;
5506
5507                 if (local_group) {
5508                         this_load = avg_load;
5509                 } else if (avg_load < min_load) {
5510                         min_load = avg_load;
5511                         idlest = group;
5512                 }
5513         } while (group = group->next, group != sd->groups);
5514
5515         if (fit_group)
5516                 return fit_group;
5517
5518         if (spare_group)
5519                 return spare_group;
5520
5521         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
5522                 return NULL;
5523         return idlest;
5524 }
5525
5526 /*
5527  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
5528  */
5529 static int
5530 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
5531 {
5532         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
5533         unsigned int min_exit_latency = UINT_MAX;
5534         u64 latest_idle_timestamp = 0;
5535         int least_loaded_cpu = this_cpu;
5536         int shallowest_idle_cpu = -1;
5537         int i;
5538
5539         /* Traverse only the allowed CPUs */
5540         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
5541                 if (task_fits_spare(p, i)) {
5542                         struct rq *rq = cpu_rq(i);
5543                         struct cpuidle_state *idle = idle_get_state(rq);
5544                         if (idle && idle->exit_latency < min_exit_latency) {
5545                                 /*
5546                                  * We give priority to a CPU whose idle state
5547                                  * has the smallest exit latency irrespective
5548                                  * of any idle timestamp.
5549                                  */
5550                                 min_exit_latency = idle->exit_latency;
5551                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5552                                 shallowest_idle_cpu = i;
5553                         } else if (idle_cpu(i) &&
5554                                    (!idle || idle->exit_latency == min_exit_latency) &&
5555                                    rq->idle_stamp > latest_idle_timestamp) {
5556                                 /*
5557                                  * If equal or no active idle state, then
5558                                  * the most recently idled CPU might have
5559                                  * a warmer cache.
5560                                  */
5561                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5562                                 shallowest_idle_cpu = i;
5563                         } else if (shallowest_idle_cpu == -1) {
5564                                 /*
5565                                  * If we haven't found an idle CPU yet
5566                                  * pick a non-idle one that can fit the task as
5567                                  * fallback.
5568                                  */
5569                                 shallowest_idle_cpu = i;
5570                         }
5571                 } else if (shallowest_idle_cpu == -1) {
5572                         load = weighted_cpuload(i);
5573                         if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
5574                                 min_load = load;
5575                                 least_loaded_cpu = i;
5576                         }
5577                 }
5578         }
5579
5580         return shallowest_idle_cpu != -1 ? shallowest_idle_cpu : least_loaded_cpu;
5581 }
5582
5583 /*
5584  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
5585  */
5586 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
5587 {
5588         struct sched_domain *sd;
5589         struct sched_group *sg;
5590         int i = task_cpu(p);
5591         int best_idle = -1;
5592         int best_idle_cstate = -1;
5593         int best_idle_capacity = INT_MAX;
5594
5595         if (!sysctl_sched_cstate_aware) {
5596                 if (idle_cpu(target))
5597                         return target;
5598
5599                 /*
5600                  * If the prevous cpu is cache affine and idle, don't be stupid.
5601                  */
5602                 if (i != target && cpus_share_cache(i, target) && idle_cpu(i))
5603                         return i;
5604         }
5605
5606         /*
5607          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
5608          */
5609         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
5610         for_each_lower_domain(sd) {
5611                 sg = sd->groups;
5612                 do {
5613                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
5614                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
5615                                 goto next;
5616
5617                         if (sysctl_sched_cstate_aware) {
5618                                 for_each_cpu_and(i, tsk_cpus_allowed(p), sched_group_cpus(sg)) {
5619                                         struct rq *rq = cpu_rq(i);
5620                                         int idle_idx = idle_get_state_idx(rq);
5621                                         unsigned long new_usage = boosted_task_util(p);
5622                                         unsigned long capacity_orig = capacity_orig_of(i);
5623                                         if (new_usage > capacity_orig || !idle_cpu(i))
5624                                                 goto next;
5625
5626                                         if (i == target && new_usage <= capacity_curr_of(target))
5627                                                 return target;
5628
5629                                         if (best_idle < 0 || (idle_idx < best_idle_cstate && capacity_orig <= best_idle_capacity)) {
5630                                                 best_idle = i;
5631                                                 best_idle_cstate = idle_idx;
5632                                                 best_idle_capacity = capacity_orig;
5633                                         }
5634                                 }
5635                         } else {
5636                                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
5637                                         if (i == target || !idle_cpu(i))
5638                                                 goto next;
5639                                 }
5640
5641                                 target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
5642                                         tsk_cpus_allowed(p));
5643                                 goto done;
5644                         }
5645 next:
5646                         sg = sg->next;
5647                 } while (sg != sd->groups);
5648         }
5649         if (best_idle > 0)
5650                 target = best_idle;
5651
5652 done:
5653         return target;
5654 }
5655
5656 static inline int find_best_target(struct task_struct *p, bool boosted, bool prefer_idle)
5657 {
5658         int iter_cpu;
5659         int target_cpu = -1;
5660         int target_util = 0;
5661         int backup_capacity = 0;
5662         int best_idle_cpu = -1;
5663         int best_idle_cstate = INT_MAX;
5664         int backup_cpu = -1;
5665         unsigned long task_util_boosted, new_util;
5666
5667         task_util_boosted = boosted_task_util(p);
5668         for (iter_cpu = 0; iter_cpu < NR_CPUS; iter_cpu++) {
5669                 int cur_capacity;
5670                 struct rq *rq;
5671                 int idle_idx;
5672
5673                 /*
5674                  * Iterate from higher cpus for boosted tasks.
5675                  */
5676                 int i = boosted ? NR_CPUS-iter_cpu-1 : iter_cpu;
5677
5678                 if (!cpu_online(i) || !cpumask_test_cpu(i, tsk_cpus_allowed(p)))
5679                         continue;
5680
5681                 /*
5682                  * p's blocked utilization is still accounted for on prev_cpu
5683                  * so prev_cpu will receive a negative bias due to the double
5684                  * accounting. However, the blocked utilization may be zero.
5685                  */
5686                 new_util = cpu_util(i) + task_util_boosted;
5687
5688                 /*
5689                  * Ensure minimum capacity to grant the required boost.
5690                  * The target CPU can be already at a capacity level higher
5691                  * than the one required to boost the task.
5692                  */
5693                 if (new_util > capacity_orig_of(i))
5694                         continue;
5695
5696 #ifdef CONFIG_SCHED_WALT
5697                 if (walt_cpu_high_irqload(i))
5698                         continue;
5699 #endif
5700                 /*
5701                  * Unconditionally favoring tasks that prefer idle cpus to
5702                  * improve latency.
5703                  */
5704                 if (idle_cpu(i) && prefer_idle) {
5705                         if (best_idle_cpu < 0)
5706                                 best_idle_cpu = i;
5707                         continue;
5708                 }
5709
5710                 cur_capacity = capacity_curr_of(i);
5711                 rq = cpu_rq(i);
5712                 idle_idx = idle_get_state_idx(rq);
5713
5714                 if (new_util < cur_capacity) {
5715                         if (cpu_rq(i)->nr_running) {
5716                                 if (prefer_idle) {
5717                                         /* Find a target cpu with highest
5718                                          * utilization.
5719                                          */
5720                                         if (target_util == 0 ||
5721                                                 target_util < new_util) {
5722                                                 target_cpu = i;
5723                                                 target_util = new_util;
5724                                         }
5725                                 } else {
5726                                         /* Find a target cpu with lowest
5727                                          * utilization.
5728                                          */
5729                                         if (target_util == 0 ||
5730                                                 target_util > new_util) {
5731                                                 target_cpu = i;
5732                                                 target_util = new_util;
5733                                         }
5734                                 }
5735                         } else if (!prefer_idle) {
5736                                 if (best_idle_cpu < 0 ||
5737                                         (sysctl_sched_cstate_aware &&
5738                                                 best_idle_cstate > idle_idx)) {
5739                                         best_idle_cstate = idle_idx;
5740                                         best_idle_cpu = i;
5741                                 }
5742                         }
5743                 } else if (backup_capacity == 0 ||
5744                                 backup_capacity > cur_capacity) {
5745                         // Find a backup cpu with least capacity.
5746                         backup_capacity = cur_capacity;
5747                         backup_cpu = i;
5748                 }
5749         }
5750
5751         if (prefer_idle && best_idle_cpu >= 0)
5752                 target_cpu = best_idle_cpu;
5753         else if (target_cpu < 0)
5754                 target_cpu = best_idle_cpu >= 0 ? best_idle_cpu : backup_cpu;
5755
5756         return target_cpu;
5757 }
5758
5759 static int energy_aware_wake_cpu(struct task_struct *p, int target, int sync)
5760 {
5761         struct sched_domain *sd;
5762         struct sched_group *sg, *sg_target;
5763         int target_max_cap = INT_MAX;
5764         int target_cpu = task_cpu(p);
5765         unsigned long task_util_boosted, new_util;
5766         int i;
5767
5768         if (sysctl_sched_sync_hint_enable && sync) {
5769                 int cpu = smp_processor_id();
5770                 cpumask_t search_cpus;
5771                 cpumask_and(&search_cpus, tsk_cpus_allowed(p), cpu_online_mask);
5772                 if (cpumask_test_cpu(cpu, &search_cpus))
5773                         return cpu;
5774         }
5775
5776         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_ea, task_cpu(p)));
5777
5778         if (!sd)
5779                 return target;
5780
5781         sg = sd->groups;
5782         sg_target = sg;
5783
5784         if (sysctl_sched_is_big_little) {
5785
5786                 /*
5787                  * Find group with sufficient capacity. We only get here if no cpu is
5788                  * overutilized. We may end up overutilizing a cpu by adding the task,
5789                  * but that should not be any worse than select_idle_sibling().
5790                  * load_balance() should sort it out later as we get above the tipping
5791                  * point.
5792                  */
5793                 do {
5794                         /* Assuming all cpus are the same in group */
5795                         int max_cap_cpu = group_first_cpu(sg);
5796
5797                         /*
5798                          * Assume smaller max capacity means more energy-efficient.
5799                          * Ideally we should query the energy model for the right
5800                          * answer but it easily ends up in an exhaustive search.
5801                          */
5802                         if (capacity_of(max_cap_cpu) < target_max_cap &&
5803                             task_fits_max(p, max_cap_cpu)) {
5804                                 sg_target = sg;
5805                                 target_max_cap = capacity_of(max_cap_cpu);
5806                         }
5807                 } while (sg = sg->next, sg != sd->groups);
5808
5809                 task_util_boosted = boosted_task_util(p);
5810                 /* Find cpu with sufficient capacity */
5811                 for_each_cpu_and(i, tsk_cpus_allowed(p), sched_group_cpus(sg_target)) {
5812                         /*
5813                          * p's blocked utilization is still accounted for on prev_cpu
5814                          * so prev_cpu will receive a negative bias due to the double
5815                          * accounting. However, the blocked utilization may be zero.
5816                          */
5817                         new_util = cpu_util(i) + task_util_boosted;
5818
5819                         /*
5820                          * Ensure minimum capacity to grant the required boost.
5821                          * The target CPU can be already at a capacity level higher
5822                          * than the one required to boost the task.
5823                          */
5824                         if (new_util > capacity_orig_of(i))
5825                                 continue;
5826
5827                         if (new_util < capacity_curr_of(i)) {
5828                                 target_cpu = i;
5829                                 if (cpu_rq(i)->nr_running)
5830                                         break;
5831                         }
5832
5833                         /* cpu has capacity at higher OPP, keep it as fallback */
5834                         if (target_cpu == task_cpu(p))
5835                                 target_cpu = i;
5836                 }
5837         } else {
5838                 /*
5839                  * Find a cpu with sufficient capacity
5840                  */
5841 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHEDTUNE
5842                 bool boosted = schedtune_task_boost(p) > 0;
5843                 bool prefer_idle = schedtune_prefer_idle(p) > 0;
5844 #else
5845                 bool boosted = 0;
5846                 bool prefer_idle = 0;
5847 #endif
5848                 int tmp_target = find_best_target(p, boosted, prefer_idle);
5849                 if (tmp_target >= 0) {
5850                         target_cpu = tmp_target;
5851                         if ((boosted || prefer_idle) && idle_cpu(target_cpu))
5852                                 return target_cpu;
5853                 }
5854         }
5855
5856         if (target_cpu != task_cpu(p)) {
5857                 struct energy_env eenv = {
5858                         .util_delta     = task_util(p),
5859                         .src_cpu        = task_cpu(p),
5860                         .dst_cpu        = target_cpu,
5861                         .task           = p,
5862                 };
5863
5864                 /* Not enough spare capacity on previous cpu */
5865                 if (cpu_overutilized(task_cpu(p)))
5866                         return target_cpu;
5867
5868                 if (energy_diff(&eenv) >= 0)
5869                         return task_cpu(p);
5870         }
5871
5872         return target_cpu;
5873 }
5874
5875 /*
5876  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
5877  * that have the 'sd_flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
5878  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
5879  *
5880  * Balances load by selecting the idlest cpu in the idlest group, or under
5881  * certain conditions an idle sibling cpu if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
5882  *
5883  * Returns the target cpu number.
5884  *
5885  * preempt must be disabled.
5886  */
5887 static int
5888 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
5889 {
5890         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
5891         int cpu = smp_processor_id();
5892         int new_cpu = prev_cpu;
5893         int want_affine = 0;
5894         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
5895
5896         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
5897                 want_affine = (!wake_wide(p) && task_fits_max(p, cpu) &&
5898                               cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) ||
5899                               energy_aware();
5900
5901         rcu_read_lock();
5902         for_each_domain(cpu, tmp) {
5903                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
5904                         break;
5905
5906                 /*
5907                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
5908                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
5909                  */
5910                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
5911                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
5912                         affine_sd = tmp;
5913                         break;
5914                 }
5915
5916                 if (tmp->flags & sd_flag)
5917                         sd = tmp;
5918                 else if (!want_affine)
5919                         break;
5920         }
5921
5922         if (affine_sd) {
5923                 sd = NULL; /* Prefer wake_affine over balance flags */
5924                 if (cpu != prev_cpu && wake_affine(affine_sd, p, sync))
5925                         new_cpu = cpu;
5926         }
5927
5928         if (!sd) {
5929                 if (energy_aware() && !cpu_rq(cpu)->rd->overutilized)
5930                         new_cpu = energy_aware_wake_cpu(p, prev_cpu, sync);
5931                 else if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) /* XXX always ? */
5932                         new_cpu = select_idle_sibling(p, new_cpu);
5933
5934         } else while (sd) {
5935                 struct sched_group *group;
5936                 int weight;
5937
5938                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
5939                         sd = sd->child;
5940                         continue;
5941                 }
5942
5943                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, sd_flag);
5944                 if (!group) {
5945                         sd = sd->child;
5946                         continue;
5947                 }
5948
5949                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
5950                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
5951                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
5952                         sd = sd->child;
5953                         continue;
5954                 }
5955
5956                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
5957                 cpu = new_cpu;
5958                 weight = sd->span_weight;
5959                 sd = NULL;
5960                 for_each_domain(cpu, tmp) {
5961                         if (weight <= tmp->span_weight)
5962                                 break;
5963                         if (tmp->flags & sd_flag)
5964                                 sd = tmp;
5965                 }
5966                 /* while loop will break here if sd == NULL */
5967         }
5968         rcu_read_unlock();
5969
5970         return new_cpu;
5971 }
5972
5973 /*
5974  * Called immediately before a task is migrated to a new cpu; task_cpu(p) and
5975  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
5976  * previous cpu.  However, the caller only guarantees p->pi_lock is held; no
5977  * other assumptions, including the state of rq->lock, should be made.
5978  */
5979 static void migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p)
5980 {
5981         /*
5982          * We are supposed to update the task to "current" time, then its up to date
5983          * and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we have difficulty in getting
5984          * what current time is, so simply throw away the out-of-date time. This
5985          * will result in the wakee task is less decayed, but giving the wakee more
5986          * load sounds not bad.
5987          */
5988         remove_entity_load_avg(&p->se);
5989
5990         /* Tell new CPU we are migrated */
5991         p->se.avg.last_update_time = 0;
5992
5993         /* We have migrated, no longer consider this task hot */
5994         p->se.exec_start = 0;
5995 }
5996
5997 static void task_dead_fair(struct task_struct *p)
5998 {
5999         remove_entity_load_avg(&p->se);
6000 }
6001 #else
6002 #define task_fits_max(p, cpu) true
6003 #endif /* CONFIG_SMP */
6004
6005 static unsigned long
6006 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
6007 {
6008         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
6009
6010         /*
6011          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
6012          * to virtual-time in his units.
6013          *
6014          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
6015          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
6016          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
6017          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
6018          * be smaller, again penalizing the lighter task.
6019          *
6020          * This is especially important for buddies when the leftmost
6021          * task is higher priority than the buddy.
6022          */
6023         return calc_delta_fair(gran, se);
6024 }
6025
6026 /*
6027  * Should 'se' preempt 'curr'.
6028  *
6029  *             |s1
6030  *        |s2
6031  *   |s3
6032  *         g
6033  *      |<--->|c
6034  *
6035  *  w(c, s1) = -1
6036  *  w(c, s2) =  0
6037  *  w(c, s3) =  1
6038  *
6039  */
6040 static int
6041 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
6042 {
6043         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
6044
6045         if (vdiff <= 0)
6046                 return -1;
6047
6048         gran = wakeup_gran(curr, se);
6049         if (vdiff > gran)
6050                 return 1;
6051
6052         return 0;
6053 }
6054
6055 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
6056 {
6057         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
6058                 return;
6059
6060         for_each_sched_entity(se)
6061                 cfs_rq_of(se)->last = se;
6062 }
6063
6064 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
6065 {
6066         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
6067                 return;
6068
6069         for_each_sched_entity(se)
6070                 cfs_rq_of(se)->next = se;
6071 }
6072
6073 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
6074 {
6075         for_each_sched_entity(se)
6076                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
6077 }
6078
6079 /*
6080  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
6081  */
6082 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
6083 {
6084         struct task_struct *curr = rq->curr;
6085         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
6086         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
6087         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
6088         int next_buddy_marked = 0;
6089
6090         if (unlikely(se == pse))
6091                 return;
6092
6093         /*
6094          * This is possible from callers such as attach_tasks(), in which we
6095          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
6096          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
6097          * next-buddy nomination below.
6098          */
6099         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
6100                 return;
6101
6102         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
6103                 set_next_buddy(pse);
6104                 next_buddy_marked = 1;
6105         }
6106
6107         /*
6108          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
6109          * wake up path.
6110          *
6111          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
6112          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
6113          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
6114          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
6115          * below.
6116          */
6117         if (test_tsk_need_resched(curr))
6118                 return;
6119
6120         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
6121         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
6122             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
6123                 goto preempt;
6124
6125         /*
6126          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
6127          * is driven by the tick):
6128          */
6129         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
6130                 return;
6131
6132         find_matching_se(&se, &pse);
6133         update_curr(cfs_rq_of(se));
6134         BUG_ON(!pse);
6135         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
6136                 /*
6137                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
6138                  * triggering this preemption.
6139                  */
6140                 if (!next_buddy_marked)
6141                         set_next_buddy(pse);
6142                 goto preempt;
6143         }
6144
6145         return;
6146
6147 preempt:
6148         resched_curr(rq);
6149         /*
6150          * Only set the backward buddy when the current task is still
6151          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
6152          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
6153          * point, either of which can * drop the rq lock.
6154          *
6155          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
6156          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
6157          */
6158         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
6159                 return;
6160
6161         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
6162                 set_last_buddy(se);
6163 }
6164
6165 static struct task_struct *
6166 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
6167 {
6168         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
6169         struct sched_entity *se;
6170         struct task_struct *p;
6171         int new_tasks;
6172
6173 again:
6174 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6175         if (!cfs_rq->nr_running)
6176                 goto idle;
6177
6178         if (prev->sched_class != &fair_sched_class)
6179                 goto simple;
6180
6181         /*
6182          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
6183          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
6184          *
6185          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
6186          * hierarchy, only change the part that actually changes.
6187          */
6188
6189         do {
6190                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
6191
6192                 /*
6193                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
6194                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
6195                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
6196                  * forget we've ever seen it.
6197                  */
6198                 if (curr) {
6199                         if (curr->on_rq)
6200                                 update_curr(cfs_rq);
6201                         else
6202                                 curr = NULL;
6203
6204                         /*
6205                          * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the
6206                          * throttle and dequeue its entity in the parent(s).
6207                          * Therefore the 'simple' nr_running test will indeed
6208                          * be correct.
6209                          */
6210                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq)))
6211                                 goto simple;
6212                 }
6213
6214                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
6215                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6216         } while (cfs_rq);
6217
6218         p = task_of(se);
6219
6220         /*
6221          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
6222          * is a different task than we started out with, try and touch the
6223          * least amount of cfs_rqs.
6224          */
6225         if (prev != p) {
6226                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
6227
6228                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
6229                         int se_depth = se->depth;
6230                         int pse_depth = pse->depth;
6231
6232                         if (se_depth <= pse_depth) {
6233                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
6234                                 pse = parent_entity(pse);
6235                         }
6236                         if (se_depth >= pse_depth) {
6237                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
6238                                 se = parent_entity(se);
6239                         }
6240                 }
6241
6242                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
6243                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6244         }
6245
6246         if (hrtick_enabled(rq))
6247                 hrtick_start_fair(rq, p);
6248
6249         rq->misfit_task = !task_fits_max(p, rq->cpu);
6250
6251         return p;
6252 simple:
6253         cfs_rq = &rq->cfs;
6254 #endif
6255
6256         if (!cfs_rq->nr_running)
6257                 goto idle;
6258
6259         put_prev_task(rq, prev);
6260
6261         do {
6262                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
6263                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6264                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6265         } while (cfs_rq);
6266
6267         p = task_of(se);
6268
6269         if (hrtick_enabled(rq))
6270                 hrtick_start_fair(rq, p);
6271
6272         rq->misfit_task = !task_fits_max(p, rq->cpu);
6273
6274         return p;
6275
6276 idle:
6277         rq->misfit_task = 0;
6278         /*
6279          * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being picked
6280          * for load-balance and preemption/IRQs are still disabled avoiding
6281          * further scheduler activity on it and we're being very careful to
6282          * re-start the picking loop.
6283          */
6284         lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
6285         new_tasks = idle_balance(rq);
6286         lockdep_pin_lock(&rq->lock);
6287         /*
6288          * Because idle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
6289          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
6290          * must re-start the pick_next_entity() loop.
6291          */
6292         if (new_tasks < 0)
6293                 return RETRY_TASK;
6294
6295         if (new_tasks > 0)
6296                 goto again;
6297
6298         return NULL;
6299 }
6300
6301 /*
6302  * Account for a descheduled task:
6303  */
6304 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
6305 {
6306         struct sched_entity *se = &prev->se;
6307         struct cfs_rq *cfs_rq;
6308
6309         for_each_sched_entity(se) {
6310                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6311                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
6312         }
6313 }
6314
6315 /*
6316  * sched_yield() is very simple
6317  *
6318  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
6319  */
6320 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
6321 {
6322         struct task_struct *curr = rq->curr;
6323         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
6324         struct sched_entity *se = &curr->se;
6325
6326         /*
6327          * Are we the only task in the tree?
6328          */
6329         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
6330                 return;
6331
6332         clear_buddies(cfs_rq, se);
6333
6334         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
6335                 update_rq_clock(rq);
6336                 /*
6337                  * Update run-time statistics of the 'current'.
6338                  */
6339                 update_curr(cfs_rq);
6340                 /*
6341                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
6342                  * so we don't do microscopic update in schedule()
6343                  * and double the fastpath cost.
6344                  */
6345                 rq_clock_skip_update(rq, true);
6346         }
6347
6348         set_skip_buddy(se);
6349 }
6350
6351 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
6352 {
6353         struct sched_entity *se = &p->se;
6354
6355         /* throttled hierarchies are not runnable */
6356         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
6357                 return false;
6358
6359         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
6360         set_next_buddy(se);
6361
6362         yield_task_fair(rq);
6363
6364         return true;
6365 }
6366
6367 #ifdef CONFIG_SMP
6368 /**************************************************
6369  * Fair scheduling class load-balancing methods.
6370  *
6371  * BASICS
6372  *
6373  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
6374  * per-cpu scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
6375  * time to each task. This is expressed in the following equation:
6376  *
6377  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
6378  *
6379  * Where W_i,n is the n-th weight average for cpu i. The instantaneous weight
6380  * W_i,0 is defined as:
6381  *
6382  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
6383  *
6384  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on cpu i. This weight
6385  * is derived from the nice value as per prio_to_weight[].
6386  *
6387  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
6388  * weight:
6389  *
6390  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
6391  *
6392  * C_i is the compute capacity of cpu i, typically it is the
6393  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
6394  * can also include other factors [XXX].
6395  *
6396  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
6397  * directly from (1):
6398  *
6399  *   imb_i,j = max{ avg(W/C), W_i/C_i } - min{ avg(W/C), W_j/C_j }    (4)
6400  *
6401  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
6402  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
6403  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
6404  *
6405  * [XXX expand on:
6406  *     - infeasible weights;
6407  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
6408  *
6409  *
6410  * SCHED DOMAINS
6411  *
6412  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
6413  * for all i,j solution, we create a tree of cpus that follows the hardware
6414  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
6415  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of cpus going up the
6416  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
6417  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of cpus in
6418  * the groups.
6419  *
6420  * This yields:
6421  *
6422  *     log_2 n     1     n
6423  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
6424  *     i = 0      2^i   2^i
6425  *                               `- size of each group
6426  *         |         |     `- number of cpus doing load-balance
6427  *         |         `- freq
6428  *         `- sum over all levels
6429  *
6430  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
6431  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
6432  *
6433  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
6434  * to every other cpu in at most O(log n) steps:
6435  *
6436  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
6437  *
6438  *             log_2 n     
6439  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
6440  *             k = 0
6441  *
6442  * And you'll find that:
6443  *
6444  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
6445  *
6446  * Showing there's indeed a path between every cpu in at most O(log n) steps.
6447  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
6448  * of:
6449  *
6450  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
6451  *
6452  *
6453  * WORK CONSERVING
6454  *
6455  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
6456  * balancing is more aggressive and has the newly idle cpu iterate up the domain
6457  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
6458  *
6459  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
6460  * time.
6461  *
6462  * [XXX more?]
6463  *
6464  *
6465  * CGROUPS
6466  *
6467  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
6468  *
6469  *                                s_k,i
6470  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
6471  *                                 S_k
6472  *
6473  * Where
6474  *
6475  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
6476  *
6477  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on cpu i.
6478  *
6479  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
6480  * property.
6481  *
6482  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
6483  *      rewrite all of this once again.]
6484  */ 
6485
6486 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
6487
6488 enum fbq_type { regular, remote, all };
6489
6490 enum group_type {
6491         group_other = 0,
6492         group_misfit_task,
6493         group_imbalanced,
6494         group_overloaded,
6495 };
6496
6497 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
6498 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
6499 #define LBF_DST_PINNED  0x04
6500 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
6501
6502 struct lb_env {
6503         struct sched_domain     *sd;
6504
6505         struct rq               *src_rq;
6506         int                     src_cpu;
6507
6508         int                     dst_cpu;
6509         struct rq               *dst_rq;
6510
6511         struct cpumask          *dst_grpmask;
6512         int                     new_dst_cpu;
6513         enum cpu_idle_type      idle;
6514         long                    imbalance;
6515         unsigned int            src_grp_nr_running;
6516         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
6517         struct cpumask          *cpus;
6518
6519         unsigned int            flags;
6520
6521         unsigned int            loop;
6522         unsigned int            loop_break;
6523         unsigned int            loop_max;
6524
6525         enum fbq_type           fbq_type;
6526         enum group_type         busiest_group_type;
6527         struct list_head        tasks;
6528 };
6529
6530 /*
6531  * Is this task likely cache-hot:
6532  */
6533 static int task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6534 {
6535         s64 delta;
6536
6537         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6538
6539         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
6540                 return 0;
6541
6542         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
6543                 return 0;
6544
6545         /*
6546          * Buddy candidates are cache hot:
6547          */
6548         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && env->dst_rq->nr_running &&
6549                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
6550                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
6551                 return 1;
6552
6553         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
6554                 return 1;
6555         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
6556                 return 0;
6557
6558         delta = rq_clock_task(env->src_rq) - p->se.exec_start;
6559
6560         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
6561 }
6562
6563 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6564 /*
6565  * Returns 1, if task migration degrades locality
6566  * Returns 0, if task migration improves locality i.e migration preferred.
6567  * Returns -1, if task migration is not affected by locality.
6568  */
6569 static int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6570 {
6571         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
6572         unsigned long src_faults, dst_faults;
6573         int src_nid, dst_nid;
6574
6575         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
6576                 return -1;
6577
6578         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
6579                 return -1;
6580
6581         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
6582         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
6583
6584         if (src_nid == dst_nid)
6585                 return -1;
6586
6587         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
6588         if (src_nid == p->numa_preferred_nid) {
6589                 if (env->src_rq->nr_running > env->src_rq->nr_preferred_running)
6590                         return 1;
6591                 else
6592                         return -1;
6593         }
6594
6595         /* Encourage migration to the preferred node. */
6596         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
6597                 return 0;
6598
6599         if (numa_group) {
6600                 src_faults = group_faults(p, src_nid);
6601                 dst_faults = group_faults(p, dst_nid);
6602         } else {
6603                 src_faults = task_faults(p, src_nid);
6604                 dst_faults = task_faults(p, dst_nid);
6605         }
6606
6607         return dst_faults < src_faults;
6608 }
6609
6610 #else
6611 static inline int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
6612                                              struct lb_env *env)
6613 {
6614         return -1;
6615 }
6616 #endif
6617
6618 /*
6619  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
6620  */
6621 static
6622 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6623 {
6624         int tsk_cache_hot;
6625
6626         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6627
6628         /*
6629          * We do not migrate tasks that are:
6630          * 1) throttled_lb_pair, or
6631          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
6632          * 3) running (obviously), or
6633          * 4) are cache-hot on their current CPU.
6634          */
6635         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
6636                 return 0;
6637
6638         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
6639                 int cpu;
6640
6641                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
6642
6643                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
6644
6645                 /*
6646                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
6647                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
6648                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
6649                  *
6650                  * Also avoid computing new_dst_cpu if we have already computed
6651                  * one in current iteration.
6652                  */
6653                 if (!env->dst_grpmask || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
6654                         return 0;
6655
6656                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
6657                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
6658                         if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
6659                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
6660                                 env->new_dst_cpu = cpu;
6661                                 break;
6662                         }
6663                 }
6664
6665                 return 0;
6666         }
6667
6668         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
6669         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
6670
6671         if (task_running(env->src_rq, p)) {
6672                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
6673                 return 0;
6674         }
6675
6676         /*
6677          * Aggressive migration if:
6678          * 1) destination numa is preferred
6679          * 2) task is cache cold, or
6680          * 3) too many balance attempts have failed.
6681          */
6682         tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
6683         if (tsk_cache_hot == -1)
6684                 tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
6685
6686         if (tsk_cache_hot <= 0 ||
6687             env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
6688                 if (tsk_cache_hot == 1) {
6689                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
6690                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
6691                 }
6692                 return 1;
6693         }
6694
6695         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
6696         return 0;
6697 }
6698
6699 /*
6700  * detach_task() -- detach the task for the migration specified in env
6701  */
6702 static void detach_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6703 {
6704         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6705
6706         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
6707         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
6708         double_lock_balance(env->src_rq, env->dst_rq);
6709         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
6710         double_unlock_balance(env->src_rq, env->dst_rq);
6711 }
6712
6713 /*
6714  * detach_one_task() -- tries to dequeue exactly one task from env->src_rq, as
6715  * part of active balancing operations within "domain".
6716  *
6717  * Returns a task if successful and NULL otherwise.
6718  */
6719 static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
6720 {
6721         struct task_struct *p, *n;
6722
6723         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6724
6725         list_for_each_entry_safe(p, n, &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
6726                 if (!can_migrate_task(p, env))
6727                         continue;
6728
6729                 detach_task(p, env);
6730
6731                 /*
6732                  * Right now, this is only the second place where
6733                  * lb_gained[env->idle] is updated (other is detach_tasks)
6734                  * so we can safely collect stats here rather than
6735                  * inside detach_tasks().
6736                  */
6737                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
6738                 return p;
6739         }
6740         return NULL;
6741 }
6742
6743 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
6744
6745 /*
6746  * detach_tasks() -- tries to detach up to imbalance weighted load from
6747  * busiest_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
6748  *
6749  * Returns number of detached tasks if successful and 0 otherwise.
6750  */
6751 static int detach_tasks(struct lb_env *env)
6752 {
6753         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
6754         struct task_struct *p;
6755         unsigned long load;
6756         int detached = 0;
6757
6758         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6759
6760         if (env->imbalance <= 0)
6761                 return 0;
6762
6763         while (!list_empty(tasks)) {
6764                 /*
6765                  * We don't want to steal all, otherwise we may be treated likewise,
6766                  * which could at worst lead to a livelock crash.
6767                  */
6768                 if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->src_rq->nr_running <= 1)
6769                         break;
6770
6771                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
6772
6773                 env->loop++;
6774                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
6775                 if (env->loop > env->loop_max)
6776                         break;
6777
6778                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
6779                 if (env->loop > env->loop_break) {
6780                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
6781                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
6782                         break;
6783                 }
6784
6785                 if (!can_migrate_task(p, env))
6786                         goto next;
6787
6788                 load = task_h_load(p);
6789
6790                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
6791                         goto next;
6792
6793                 if ((load / 2) > env->imbalance)
6794                         goto next;
6795
6796                 detach_task(p, env);
6797                 list_add(&p->se.group_node, &env->tasks);
6798
6799                 detached++;
6800                 env->imbalance -= load;
6801
6802 #ifdef CONFIG_PREEMPT
6803                 /*
6804                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
6805                  * kernels will stop after the first task is detached to minimize
6806                  * the critical section.
6807                  */
6808                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6809                         break;
6810 #endif
6811
6812                 /*
6813                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
6814                  * weighted load.
6815                  */
6816                 if (env->imbalance <= 0)
6817                         break;
6818
6819                 continue;
6820 next:
6821                 list_move_tail(&p->se.group_node, tasks);
6822         }
6823
6824         /*
6825          * Right now, this is one of only two places we collect this stat
6826          * so we can safely collect detach_one_task() stats here rather
6827          * than inside detach_one_task().
6828          */
6829         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], detached);
6830
6831         return detached;
6832 }
6833
6834 /*
6835  * attach_task() -- attach the task detached by detach_task() to its new rq.
6836  */
6837 static void attach_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6838 {
6839         lockdep_assert_held(&rq->lock);
6840
6841         BUG_ON(task_rq(p) != rq);
6842         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
6843         activate_task(rq, p, 0);
6844         check_preempt_curr(rq, p, 0);
6845 }
6846
6847 /*
6848  * attach_one_task() -- attaches the task returned from detach_one_task() to
6849  * its new rq.
6850  */
6851 static void attach_one_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6852 {
6853         raw_spin_lock(&rq->lock);
6854         attach_task(rq, p);
6855         /*
6856          * We want to potentially raise target_cpu's OPP.
6857          */
6858         update_capacity_of(cpu_of(rq));
6859         raw_spin_unlock(&rq->lock);
6860 }
6861
6862 /*
6863  * attach_tasks() -- attaches all tasks detached by detach_tasks() to their
6864  * new rq.
6865  */
6866 static void attach_tasks(struct lb_env *env)
6867 {
6868         struct list_head *tasks = &env->tasks;
6869         struct task_struct *p;
6870
6871         raw_spin_lock(&env->dst_rq->lock);
6872
6873         while (!list_empty(tasks)) {
6874                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
6875                 list_del_init(&p->se.group_node);
6876
6877                 attach_task(env->dst_rq, p);
6878         }
6879
6880         /*
6881          * We want to potentially raise env.dst_cpu's OPP.
6882          */
6883         update_capacity_of(env->dst_cpu);
6884
6885         raw_spin_unlock(&env->dst_rq->lock);
6886 }
6887
6888 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6889 static void update_blocked_averages(int cpu)
6890 {
6891         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6892         struct cfs_rq *cfs_rq;
6893         unsigned long flags;
6894
6895         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6896         update_rq_clock(rq);
6897
6898         /*
6899          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
6900          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
6901          */
6902         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
6903                 /* throttled entities do not contribute to load */
6904                 if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
6905                         continue;
6906
6907                 if (update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_task(cfs_rq), cfs_rq))
6908                         update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
6909         }
6910         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6911 }
6912
6913 /*
6914  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
6915  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
6916  * group is a fraction of its parents load.
6917  */
6918 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
6919 {
6920         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
6921         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
6922         unsigned long now = jiffies;
6923         unsigned long load;
6924
6925         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
6926                 return;
6927
6928         cfs_rq->h_load_next = NULL;
6929         for_each_sched_entity(se) {
6930                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6931                 cfs_rq->h_load_next = se;
6932                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
6933                         break;
6934         }
6935
6936         if (!se) {
6937                 cfs_rq->h_load = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
6938                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
6939         }
6940
6941         while ((se = cfs_rq->h_load_next) != NULL) {
6942                 load = cfs_rq->h_load;
6943                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg,
6944                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
6945                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6946                 cfs_rq->h_load = load;
6947                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
6948         }
6949 }
6950
6951 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
6952 {
6953         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
6954
6955         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
6956         return div64_ul(p->se.avg.load_avg * cfs_rq->h_load,
6957                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
6958 }
6959 #else
6960 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
6961 {
6962         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6963         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
6964         unsigned long flags;
6965
6966         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6967         update_rq_clock(rq);
6968         update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_task(cfs_rq), cfs_rq);
6969         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6970 }
6971
6972 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
6973 {
6974         return p->se.avg.load_avg;
6975 }
6976 #endif
6977
6978 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
6979
6980 /*
6981  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
6982  */
6983 struct sg_lb_stats {
6984         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
6985         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
6986         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
6987         unsigned long load_per_task;
6988         unsigned long group_capacity;
6989         unsigned long group_util; /* Total utilization of the group */
6990         unsigned int sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
6991         unsigned int idle_cpus;
6992         unsigned int group_weight;
6993         enum group_type group_type;
6994         int group_no_capacity;
6995         int group_misfit_task; /* A cpu has a task too big for its capacity */
6996 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6997         unsigned int nr_numa_running;
6998         unsigned int nr_preferred_running;
6999 #endif
7000 };
7001
7002 /*
7003  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
7004  *               during load balancing.
7005  */
7006 struct sd_lb_stats {
7007         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
7008         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
7009         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
7010         unsigned long total_capacity;   /* Total capacity of all groups in sd */
7011         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
7012
7013         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
7014         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
7015 };
7016
7017 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
7018 {
7019         /*
7020          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
7021          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
7022          * We must however clear busiest_stat::avg_load because
7023          * update_sd_pick_busiest() reads this before assignment.
7024          */
7025         *sds = (struct sd_lb_stats){
7026                 .busiest = NULL,
7027                 .local = NULL,
7028                 .total_load = 0UL,
7029                 .total_capacity = 0UL,
7030                 .busiest_stat = {
7031                         .avg_load = 0UL,
7032                         .sum_nr_running = 0,
7033                         .group_type = group_other,
7034                 },
7035         };
7036 }
7037
7038 /**
7039  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
7040  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
7041  * @idle: The idle status of the CPU for whose sd load_idx is obtained.
7042  *
7043  * Return: The load index.
7044  */
7045 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
7046                                         enum cpu_idle_type idle)
7047 {
7048         int load_idx;
7049
7050         switch (idle) {
7051         case CPU_NOT_IDLE:
7052                 load_idx = sd->busy_idx;
7053                 break;
7054
7055         case CPU_NEWLY_IDLE:
7056                 load_idx = sd->newidle_idx;
7057                 break;
7058         default:
7059                 load_idx = sd->idle_idx;
7060                 break;
7061         }
7062
7063         return load_idx;
7064 }
7065
7066 static unsigned long scale_rt_capacity(int cpu)
7067 {
7068         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7069         u64 total, used, age_stamp, avg;
7070         s64 delta;
7071
7072         /*
7073          * Since we're reading these variables without serialization make sure
7074          * we read them once before doing sanity checks on them.
7075          */
7076         age_stamp = READ_ONCE(rq->age_stamp);
7077         avg = READ_ONCE(rq->rt_avg);
7078         delta = __rq_clock_broken(rq) - age_stamp;
7079
7080         if (unlikely(delta < 0))
7081                 delta = 0;
7082
7083         total = sched_avg_period() + delta;
7084
7085         used = div_u64(avg, total);
7086
7087         /*
7088          * deadline bandwidth is defined at system level so we must
7089          * weight this bandwidth with the max capacity of the system.
7090          * As a reminder, avg_bw is 20bits width and
7091          * scale_cpu_capacity is 10 bits width
7092          */
7093         used += div_u64(rq->dl.avg_bw, arch_scale_cpu_capacity(NULL, cpu));
7094
7095         if (likely(used < SCHED_CAPACITY_SCALE))
7096                 return SCHED_CAPACITY_SCALE - used;
7097
7098         return 1;
7099 }
7100
7101 void init_max_cpu_capacity(struct max_cpu_capacity *mcc)
7102 {
7103         raw_spin_lock_init(&mcc->lock);
7104         mcc->val = 0;
7105         mcc->cpu = -1;
7106 }
7107
7108 static void update_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7109 {
7110         unsigned long capacity = arch_scale_cpu_capacity(sd, cpu);
7111         struct sched_group *sdg = sd->groups;
7112         struct max_cpu_capacity *mcc;
7113         unsigned long max_capacity;
7114         int max_cap_cpu;
7115         unsigned long flags;
7116
7117         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig = capacity;
7118
7119         mcc = &cpu_rq(cpu)->rd->max_cpu_capacity;
7120
7121         raw_spin_lock_irqsave(&mcc->lock, flags);
7122         max_capacity = mcc->val;
7123         max_cap_cpu = mcc->cpu;
7124
7125         if ((max_capacity > capacity && max_cap_cpu == cpu) ||
7126             (max_capacity < capacity)) {
7127                 mcc->val = capacity;
7128                 mcc->cpu = cpu;
7129 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
7130                 raw_spin_unlock_irqrestore(&mcc->lock, flags);
7131                 printk_deferred(KERN_INFO "CPU%d: update max cpu_capacity %lu\n",
7132                                 cpu, capacity);
7133                 goto skip_unlock;
7134 #endif
7135         }
7136         raw_spin_unlock_irqrestore(&mcc->lock, flags);
7137
7138 skip_unlock: __attribute__ ((unused));
7139         capacity *= scale_rt_capacity(cpu);
7140         capacity >>= SCHED_CAPACITY_SHIFT;
7141
7142         if (!capacity)
7143                 capacity = 1;
7144
7145         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity = capacity;
7146         sdg->sgc->capacity = capacity;
7147         sdg->sgc->max_capacity = capacity;
7148 }
7149
7150 void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7151 {
7152         struct sched_domain *child = sd->child;
7153         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
7154         unsigned long capacity, max_capacity;
7155         unsigned long interval;
7156
7157         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
7158         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
7159         sdg->sgc->next_update = jiffies + interval;
7160
7161         if (!child) {
7162                 update_cpu_capacity(sd, cpu);
7163                 return;
7164         }
7165
7166         capacity = 0;
7167         max_capacity = 0;
7168
7169         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
7170                 /*
7171                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
7172                  * span the current group.
7173                  */
7174
7175                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg)) {
7176                         struct sched_group_capacity *sgc;
7177                         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7178
7179                         /*
7180                          * build_sched_domains() -> init_sched_groups_capacity()
7181                          * gets here before we've attached the domains to the
7182                          * runqueues.
7183                          *
7184                          * Use capacity_of(), which is set irrespective of domains
7185                          * in update_cpu_capacity().
7186                          *
7187                          * This avoids capacity from being 0 and
7188                          * causing divide-by-zero issues on boot.
7189                          */
7190                         if (unlikely(!rq->sd)) {
7191                                 capacity += capacity_of(cpu);
7192                         } else {
7193                                 sgc = rq->sd->groups->sgc;
7194                                 capacity += sgc->capacity;
7195                         }
7196
7197                         max_capacity = max(capacity, max_capacity);
7198                 }
7199         } else  {
7200                 /*
7201                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
7202                  * span the current group.
7203                  */ 
7204
7205                 group = child->groups;
7206                 do {
7207                         struct sched_group_capacity *sgc = group->sgc;
7208
7209                         capacity += sgc->capacity;
7210                         max_capacity = max(sgc->max_capacity, max_capacity);
7211                         group = group->next;
7212                 } while (group != child->groups);
7213         }
7214
7215         sdg->sgc->capacity = capacity;
7216         sdg->sgc->max_capacity = max_capacity;
7217 }
7218
7219 /*
7220  * Check whether the capacity of the rq has been noticeably reduced by side
7221  * activity. The imbalance_pct is used for the threshold.
7222  * Return true is the capacity is reduced
7223  */
7224 static inline int
7225 check_cpu_capacity(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
7226 {
7227         return ((rq->cpu_capacity * sd->imbalance_pct) <
7228                                 (rq->cpu_capacity_orig * 100));
7229 }
7230
7231 /*
7232  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
7233  * groups is inadequate due to tsk_cpus_allowed() constraints.
7234  *
7235  * Imagine a situation of two groups of 4 cpus each and 4 tasks each with a
7236  * cpumask covering 1 cpu of the first group and 3 cpus of the second group.
7237  * Something like:
7238  *
7239  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
7240  *              *     * * *
7241  *
7242  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
7243  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
7244  * cpu 3 and leave one of the cpus in the second group unused.
7245  *
7246  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
7247  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
7248  * moving tasks due to affinity constraints.
7249  *
7250  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
7251  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
7252  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
7253  * to create an effective group imbalance.
7254  *
7255  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
7256  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
7257  * subtle and fragile situation.
7258  */
7259
7260 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
7261 {
7262         return group->sgc->imbalance;
7263 }
7264
7265 /*
7266  * group_has_capacity returns true if the group has spare capacity that could
7267  * be used by some tasks.
7268  * We consider that a group has spare capacity if the  * number of task is
7269  * smaller than the number of CPUs or if the utilization is lower than the
7270  * available capacity for CFS tasks.
7271  * For the latter, we use a threshold to stabilize the state, to take into
7272  * account the variance of the tasks' load and to return true if the available
7273  * capacity in meaningful for the load balancer.
7274  * As an example, an available capacity of 1% can appear but it doesn't make
7275  * any benefit for the load balance.
7276  */
7277 static inline bool
7278 group_has_capacity(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
7279 {
7280         if (sgs->sum_nr_running < sgs->group_weight)
7281                 return true;
7282
7283         if ((sgs->group_capacity * 100) >
7284                         (sgs->group_util * env->sd->imbalance_pct))
7285                 return true;
7286
7287         return false;
7288 }
7289
7290 /*
7291  *  group_is_overloaded returns true if the group has more tasks than it can
7292  *  handle.
7293  *  group_is_overloaded is not equals to !group_has_capacity because a group
7294  *  with the exact right number of tasks, has no more spare capacity but is not
7295  *  overloaded so both group_has_capacity and group_is_overloaded return
7296  *  false.
7297  */
7298 static inline bool
7299 group_is_overloaded(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
7300 {
7301         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight)
7302                 return false;
7303
7304         if ((sgs->group_capacity * 100) <
7305                         (sgs->group_util * env->sd->imbalance_pct))
7306                 return true;
7307
7308         return false;
7309 }
7310
7311
7312 /*
7313  * group_smaller_cpu_capacity: Returns true if sched_group sg has smaller
7314  * per-cpu capacity than sched_group ref.
7315  */
7316 static inline bool
7317 group_smaller_cpu_capacity(struct sched_group *sg, struct sched_group *ref)
7318 {
7319         return sg->sgc->max_capacity + capacity_margin - SCHED_LOAD_SCALE <
7320                                                         ref->sgc->max_capacity;
7321 }
7322
7323 static inline enum
7324 group_type group_classify(struct sched_group *group,
7325                           struct sg_lb_stats *sgs)
7326 {
7327         if (sgs->group_no_capacity)
7328                 return group_overloaded;
7329
7330         if (sg_imbalanced(group))
7331                 return group_imbalanced;
7332
7333         if (sgs->group_misfit_task)
7334                 return group_misfit_task;
7335
7336         return group_other;
7337 }
7338
7339 /**
7340  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
7341  * @env: The load balancing environment.
7342  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
7343  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
7344  * @local_group: Does group contain this_cpu.
7345  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
7346  * @overload: Indicate more than one runnable task for any CPU.
7347  * @overutilized: Indicate overutilization for any CPU.
7348  */
7349 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
7350                         struct sched_group *group, int load_idx,
7351                         int local_group, struct sg_lb_stats *sgs,
7352                         bool *overload, bool *overutilized)
7353 {
7354         unsigned long load;
7355         int i, nr_running;
7356
7357         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
7358
7359         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
7360                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
7361
7362                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
7363                 if (local_group)
7364                         load = target_load(i, load_idx);
7365                 else
7366                         load = source_load(i, load_idx);
7367
7368                 sgs->group_load += load;
7369                 sgs->group_util += cpu_util(i);
7370                 sgs->sum_nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
7371
7372                 nr_running = rq->nr_running;
7373                 if (nr_running > 1)
7374                         *overload = true;
7375
7376 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7377                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
7378                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
7379 #endif
7380                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
7381                 /*
7382                  * No need to call idle_cpu() if nr_running is not 0
7383                  */
7384                 if (!nr_running && idle_cpu(i))
7385                         sgs->idle_cpus++;
7386
7387                 if (cpu_overutilized(i)) {
7388                         *overutilized = true;
7389                         if (!sgs->group_misfit_task && rq->misfit_task)
7390                                 sgs->group_misfit_task = capacity_of(i);
7391                 }
7392         }
7393
7394         /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
7395         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
7396         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_CAPACITY_SCALE) / sgs->group_capacity;
7397
7398         if (sgs->sum_nr_running)
7399                 sgs->load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
7400
7401         sgs->group_weight = group->group_weight;
7402
7403         sgs->group_no_capacity = group_is_overloaded(env, sgs);
7404         sgs->group_type = group_classify(group, sgs);
7405 }
7406
7407 /**
7408  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
7409  * @env: The load balancing environment.
7410  * @sds: sched_domain statistics
7411  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
7412  * @sgs: sched_group statistics
7413  *
7414  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
7415  * busiest group.
7416  *
7417  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
7418  * busiest group. %false otherwise.
7419  */
7420 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
7421                                    struct sd_lb_stats *sds,
7422                                    struct sched_group *sg,
7423                                    struct sg_lb_stats *sgs)
7424 {
7425         struct sg_lb_stats *busiest = &sds->busiest_stat;
7426
7427         if (sgs->group_type > busiest->group_type)
7428                 return true;
7429
7430         if (sgs->group_type < busiest->group_type)
7431                 return false;
7432
7433         /*
7434          * Candidate sg doesn't face any serious load-balance problems
7435          * so don't pick it if the local sg is already filled up.
7436          */
7437         if (sgs->group_type == group_other &&
7438             !group_has_capacity(env, &sds->local_stat))
7439                 return false;
7440
7441         if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
7442                 return false;
7443
7444         /*
7445          * Candiate sg has no more than one task per cpu and has higher
7446          * per-cpu capacity. No reason to pull tasks to less capable cpus.
7447          */
7448         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight &&
7449             group_smaller_cpu_capacity(sds->local, sg))
7450                 return false;
7451
7452         /* This is the busiest node in its class. */
7453         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
7454                 return true;
7455
7456         /*
7457          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
7458          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
7459          * higher than ourself as busy.
7460          */
7461         if (sgs->sum_nr_running && env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
7462                 if (!sds->busiest)
7463                         return true;
7464
7465                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
7466                         return true;
7467         }
7468
7469         return false;
7470 }
7471
7472 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7473 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
7474 {
7475         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_numa_running)
7476                 return regular;
7477         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
7478                 return remote;
7479         return all;
7480 }
7481
7482 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
7483 {
7484         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
7485                 return regular;
7486         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
7487                 return remote;
7488         return all;
7489 }
7490 #else
7491 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
7492 {
7493         return all;
7494 }
7495
7496 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
7497 {
7498         return regular;
7499 }
7500 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
7501
7502 /**
7503  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
7504  * @env: The load balancing environment.
7505  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
7506  */
7507 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
7508 {
7509         struct sched_domain *child = env->sd->child;
7510         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
7511         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
7512         int load_idx, prefer_sibling = 0;
7513         bool overload = false, overutilized = false;
7514
7515         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
7516                 prefer_sibling = 1;
7517
7518         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
7519
7520         do {
7521                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
7522                 int local_group;
7523
7524                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
7525                 if (local_group) {
7526                         sds->local = sg;
7527                         sgs = &sds->local_stat;
7528
7529                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
7530                             time_after_eq(jiffies, sg->sgc->next_update))
7531                                 update_group_capacity(env->sd, env->dst_cpu);
7532                 }
7533
7534                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, sgs,
7535                                                 &overload, &overutilized);
7536
7537                 if (local_group)
7538                         goto next_group;
7539
7540                 /*
7541                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
7542                  * first, lower the sg capacity so that we'll try
7543                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
7544                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
7545                  * these excess tasks. The extra check prevents the case where
7546                  * you always pull from the heaviest group when it is already
7547                  * under-utilized (possible with a large weight task outweighs
7548                  * the tasks on the system).
7549                  */
7550                 if (prefer_sibling && sds->local &&
7551                     group_has_capacity(env, &sds->local_stat) &&
7552                     (sgs->sum_nr_running > 1)) {
7553                         sgs->group_no_capacity = 1;
7554                         sgs->group_type = group_classify(sg, sgs);
7555                 }
7556
7557                 /*
7558                  * Ignore task groups with misfit tasks if local group has no
7559                  * capacity or if per-cpu capacity isn't higher.
7560                  */
7561                 if (sgs->group_type == group_misfit_task &&
7562                     (!group_has_capacity(env, &sds->local_stat) ||
7563                      !group_smaller_cpu_capacity(sg, sds->local)))
7564                         sgs->group_type = group_other;
7565
7566                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
7567                         sds->busiest = sg;
7568                         sds->busiest_stat = *sgs;
7569                 }
7570
7571 next_group:
7572                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
7573                 sds->total_load += sgs->group_load;
7574                 sds->total_capacity += sgs->group_capacity;
7575
7576                 sg = sg->next;
7577         } while (sg != env->sd->groups);
7578
7579         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
7580                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
7581
7582         env->src_grp_nr_running = sds->busiest_stat.sum_nr_running;
7583
7584         if (!env->sd->parent) {
7585                 /* update overload indicator if we are at root domain */
7586                 if (env->dst_rq->rd->overload != overload)
7587                         env->dst_rq->rd->overload = overload;
7588
7589                 /* Update over-utilization (tipping point, U >= 0) indicator */
7590                 if (env->dst_rq->rd->overutilized != overutilized) {
7591                         env->dst_rq->rd->overutilized = overutilized;
7592                         trace_sched_overutilized(overutilized);
7593                 }
7594         } else {
7595                 if (!env->dst_rq->rd->overutilized && overutilized) {
7596                         env->dst_rq->rd->overutilized = true;
7597                         trace_sched_overutilized(true);
7598                 }
7599         }
7600
7601 }
7602
7603 /**
7604  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
7605  *                      sched doman.
7606  *
7607  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
7608  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
7609  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
7610  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
7611  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
7612  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
7613  *
7614  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
7615  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
7616  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
7617  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
7618  * number.
7619  *
7620  * Return: 1 when packing is required and a task should be moved to
7621  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
7622  *
7623  * @env: The load balancing environment.
7624  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
7625  */
7626 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
7627 {
7628         int busiest_cpu;
7629
7630         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
7631                 return 0;
7632
7633         if (!sds->busiest)
7634                 return 0;
7635
7636         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
7637         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
7638                 return 0;
7639
7640         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
7641                 sds->busiest_stat.avg_load * sds->busiest_stat.group_capacity,
7642                 SCHED_CAPACITY_SCALE);
7643
7644         return 1;
7645 }
7646
7647 /**
7648  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
7649  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
7650  *                      load balancing.
7651  * @env: The load balancing environment.
7652  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
7653  */
7654 static inline
7655 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
7656 {
7657         unsigned long tmp, capa_now = 0, capa_move = 0;
7658         unsigned int imbn = 2;
7659         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
7660         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
7661
7662         local = &sds->local_stat;
7663         busiest = &sds->busiest_stat;
7664
7665         if (!local->sum_nr_running)
7666                 local->load_per_task = cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
7667         else if (busiest->load_per_task > local->load_per_task)
7668                 imbn = 1;
7669
7670         scaled_busy_load_per_task =
7671                 (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
7672                 busiest->group_capacity;
7673
7674         if (busiest->avg_load + scaled_busy_load_per_task >=
7675             local->avg_load + (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
7676                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
7677                 return;
7678         }
7679
7680         /*
7681          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
7682          * however we may be able to increase total CPU capacity used by
7683          * moving them.
7684          */
7685
7686         capa_now += busiest->group_capacity *
7687                         min(busiest->load_per_task, busiest->avg_load);
7688         capa_now += local->group_capacity *
7689                         min(local->load_per_task, local->avg_load);
7690         capa_now /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
7691
7692         /* Amount of load we'd subtract */
7693         if (busiest->avg_load > scaled_busy_load_per_task) {
7694                 capa_move += busiest->group_capacity *
7695                             min(busiest->load_per_task,
7696                                 busiest->avg_load - scaled_busy_load_per_task);
7697         }
7698
7699         /* Amount of load we'd add */
7700         if (busiest->avg_load * busiest->group_capacity <
7701             busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) {
7702                 tmp = (busiest->avg_load * busiest->group_capacity) /
7703                       local->group_capacity;
7704         } else {
7705                 tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
7706                       local->group_capacity;
7707         }
7708         capa_move += local->group_capacity *
7709                     min(local->load_per_task, local->avg_load + tmp);
7710         capa_move /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
7711
7712         /* Move if we gain throughput */
7713         if (capa_move > capa_now)
7714                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
7715 }
7716
7717 /**
7718  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
7719  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
7720  * @env: load balance environment
7721  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
7722  */
7723 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
7724 {
7725         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
7726         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
7727
7728         local = &sds->local_stat;
7729         busiest = &sds->busiest_stat;
7730
7731         if (busiest->group_type == group_imbalanced) {
7732                 /*
7733                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
7734                  * to ensure cpu-load equilibrium, look at wider averages. XXX
7735                  */
7736                 busiest->load_per_task =
7737                         min(busiest->load_per_task, sds->avg_load);
7738         }
7739
7740         /*
7741          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
7742          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
7743          * its cpu_capacity, while calculating max_load..)
7744          */
7745         if (busiest->avg_load <= sds->avg_load ||
7746             local->avg_load >= sds->avg_load) {
7747                 /* Misfitting tasks should be migrated in any case */
7748                 if (busiest->group_type == group_misfit_task) {
7749                         env->imbalance = busiest->group_misfit_task;
7750                         return;
7751                 }
7752
7753                 /*
7754                  * Busiest group is overloaded, local is not, use the spare
7755                  * cycles to maximize throughput
7756                  */
7757                 if (busiest->group_type == group_overloaded &&
7758                     local->group_type <= group_misfit_task) {
7759                         env->imbalance = busiest->load_per_task;
7760                         return;
7761                 }
7762
7763                 env->imbalance = 0;
7764                 return fix_small_imbalance(env, sds);
7765         }
7766
7767         /*
7768          * If there aren't any idle cpus, avoid creating some.
7769          */
7770         if (busiest->group_type == group_overloaded &&
7771             local->group_type   == group_overloaded) {
7772                 load_above_capacity = busiest->sum_nr_running *
7773                                         SCHED_LOAD_SCALE;
7774                 if (load_above_capacity > busiest->group_capacity)
7775                         load_above_capacity -= busiest->group_capacity;
7776                 else
7777                         load_above_capacity = ~0UL;
7778         }
7779
7780         /*
7781          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
7782          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
7783          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
7784          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
7785          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
7786          * for the minimum possible imbalance.
7787          */
7788         max_pull = min(busiest->avg_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
7789
7790         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
7791         env->imbalance = min(
7792                 max_pull * busiest->group_capacity,
7793                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_capacity
7794         ) / SCHED_CAPACITY_SCALE;
7795
7796         /* Boost imbalance to allow misfit task to be balanced. */
7797         if (busiest->group_type == group_misfit_task)
7798                 env->imbalance = max_t(long, env->imbalance,
7799                                      busiest->group_misfit_task);
7800
7801         /*
7802          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
7803          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
7804          * a think about bumping its value to force at least one task to be
7805          * moved
7806          */
7807         if (env->imbalance < busiest->load_per_task)
7808                 return fix_small_imbalance(env, sds);
7809 }
7810
7811 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
7812
7813 /**
7814  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
7815  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
7816  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
7817  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
7818  * such a group exists.
7819  *
7820  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
7821  * to restore balance.
7822  *
7823  * @env: The load balancing environment.
7824  *
7825  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
7826  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
7827  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
7828  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
7829  */
7830 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
7831 {
7832         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
7833         struct sd_lb_stats sds;
7834
7835         init_sd_lb_stats(&sds);
7836
7837         /*
7838          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
7839          * this level.
7840          */
7841         update_sd_lb_stats(env, &sds);
7842
7843         if (energy_aware() && !env->dst_rq->rd->overutilized)
7844                 goto out_balanced;
7845
7846         local = &sds.local_stat;
7847         busiest = &sds.busiest_stat;
7848
7849         /* ASYM feature bypasses nice load balance check */
7850         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
7851             check_asym_packing(env, &sds))
7852                 return sds.busiest;
7853
7854         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
7855         if (!sds.busiest || busiest->sum_nr_running == 0)
7856                 goto out_balanced;
7857
7858         sds.avg_load = (SCHED_CAPACITY_SCALE * sds.total_load)
7859                                                 / sds.total_capacity;
7860
7861         /*
7862          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
7863          * work because they assume all things are equal, which typically
7864          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
7865          */
7866         if (busiest->group_type == group_imbalanced)
7867                 goto force_balance;
7868
7869         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
7870         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && group_has_capacity(env, local) &&
7871             busiest->group_no_capacity)
7872                 goto force_balance;
7873
7874         /* Misfitting tasks should be dealt with regardless of the avg load */
7875         if (busiest->group_type == group_misfit_task) {
7876                 goto force_balance;
7877         }
7878
7879         /*
7880          * If the local group is busier than the selected busiest group
7881          * don't try and pull any tasks.
7882          */
7883         if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
7884                 goto out_balanced;
7885
7886         /*
7887          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
7888          * average load.
7889          */
7890         if (local->avg_load >= sds.avg_load)
7891                 goto out_balanced;
7892
7893         if (env->idle == CPU_IDLE) {
7894                 /*
7895                  * This cpu is idle. If the busiest group is not overloaded
7896                  * and there is no imbalance between this and busiest group
7897                  * wrt idle cpus, it is balanced. The imbalance becomes
7898                  * significant if the diff is greater than 1 otherwise we
7899                  * might end up to just move the imbalance on another group
7900                  */
7901                 if ((busiest->group_type != group_overloaded) &&
7902                     (local->idle_cpus <= (busiest->idle_cpus + 1)) &&
7903                     !group_smaller_cpu_capacity(sds.busiest, sds.local))
7904                         goto out_balanced;
7905         } else {
7906                 /*
7907                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
7908                  * imbalance_pct to be conservative.
7909                  */
7910                 if (100 * busiest->avg_load <=
7911                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
7912                         goto out_balanced;
7913         }
7914
7915 force_balance:
7916         env->busiest_group_type = busiest->group_type;
7917         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
7918         calculate_imbalance(env, &sds);
7919         return sds.busiest;
7920
7921 out_balanced:
7922         env->imbalance = 0;
7923         return NULL;
7924 }
7925
7926 /*
7927  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
7928  */
7929 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
7930                                      struct sched_group *group)
7931 {
7932         struct rq *busiest = NULL, *rq;
7933         unsigned long busiest_load = 0, busiest_capacity = 1;
7934         int i;
7935
7936         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
7937                 unsigned long capacity, wl;
7938                 enum fbq_type rt;
7939
7940                 rq = cpu_rq(i);
7941                 rt = fbq_classify_rq(rq);
7942
7943                 /*
7944                  * We classify groups/runqueues into three groups:
7945                  *  - regular: there are !numa tasks
7946                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
7947                  *  - all:     there is no distinction
7948                  *
7949                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
7950                  * ignore those when there's better options.
7951                  *
7952                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
7953                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
7954                  * queue by moving tasks around inside the node.
7955                  *
7956                  * If we cannot move enough load due to this classification
7957                  * the next pass will adjust the group classification and
7958                  * allow migration of more tasks.
7959                  *
7960                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
7961                  */
7962                 if (rt > env->fbq_type)
7963                         continue;
7964
7965                 capacity = capacity_of(i);
7966
7967                 wl = weighted_cpuload(i);
7968
7969                 /*
7970                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
7971                  * which is not scaled with the cpu capacity.
7972                  */
7973
7974                 if (rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance &&
7975                     !check_cpu_capacity(rq, env->sd) &&
7976                     env->busiest_group_type != group_misfit_task)
7977                         continue;
7978
7979                 /*
7980                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
7981                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu capacity, so
7982                  * that the load can be moved away from the cpu that is
7983                  * potentially running at a lower capacity.
7984                  *
7985                  * Thus we're looking for max(wl_i / capacity_i), crosswise
7986                  * multiplication to rid ourselves of the division works out
7987                  * to: wl_i * capacity_j > wl_j * capacity_i;  where j is
7988                  * our previous maximum.
7989                  */
7990                 if (wl * busiest_capacity > busiest_load * capacity) {
7991                         busiest_load = wl;
7992                         busiest_capacity = capacity;
7993                         busiest = rq;
7994                 }
7995         }
7996
7997         return busiest;
7998 }
7999
8000 /*
8001  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
8002  * so long as it is large enough.
8003  */
8004 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
8005
8006 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
8007 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
8008
8009 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
8010 {
8011         struct sched_domain *sd = env->sd;
8012
8013         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
8014
8015                 /*
8016                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
8017                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
8018                  * lowest numbered CPUs.
8019                  */
8020                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
8021                         return 1;
8022         }
8023
8024         /*
8025          * The dst_cpu is idle and the src_cpu CPU has only 1 CFS task.
8026          * It's worth migrating the task if the src_cpu's capacity is reduced
8027          * because of other sched_class or IRQs if more capacity stays
8028          * available on dst_cpu.
8029          */
8030         if ((env->idle != CPU_NOT_IDLE) &&
8031             (env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1)) {
8032                 if ((check_cpu_capacity(env->src_rq, sd)) &&
8033                     (capacity_of(env->src_cpu)*sd->imbalance_pct < capacity_of(env->dst_cpu)*100))
8034                         return 1;
8035         }
8036
8037         if ((capacity_of(env->src_cpu) < capacity_of(env->dst_cpu)) &&
8038                                 env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1 &&
8039                                 cpu_overutilized(env->src_cpu) &&
8040                                 !cpu_overutilized(env->dst_cpu)) {
8041                         return 1;
8042         }
8043
8044         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
8045 }
8046
8047 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
8048
8049 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
8050 {
8051         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
8052         struct cpumask *sg_cpus, *sg_mask;
8053         int cpu, balance_cpu = -1;
8054
8055         /*
8056          * In the newly idle case, we will allow all the cpu's
8057          * to do the newly idle load balance.
8058          */
8059         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
8060                 return 1;
8061
8062         sg_cpus = sched_group_cpus(sg);
8063         sg_mask = sched_group_mask(sg);
8064         /* Try to find first idle cpu */
8065         for_each_cpu_and(cpu, sg_cpus, env->cpus) {
8066                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, sg_mask) || !idle_cpu(cpu))
8067                         continue;
8068
8069                 balance_cpu = cpu;
8070                 break;
8071         }
8072
8073         if (balance_cpu == -1)
8074                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
8075
8076         /*
8077          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
8078          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
8079          */
8080         return balance_cpu == env->dst_cpu;
8081 }
8082
8083 /*
8084  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
8085  * tasks if there is an imbalance.
8086  */
8087 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
8088                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
8089                         int *continue_balancing)
8090 {
8091         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
8092         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
8093         struct sched_group *group;
8094         struct rq *busiest;
8095         unsigned long flags;
8096         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(load_balance_mask);
8097
8098         struct lb_env env = {
8099                 .sd             = sd,
8100                 .dst_cpu        = this_cpu,
8101                 .dst_rq         = this_rq,
8102                 .dst_grpmask    = sched_group_cpus(sd->groups),
8103                 .idle           = idle,
8104                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
8105                 .cpus           = cpus,
8106                 .fbq_type       = all,
8107                 .tasks          = LIST_HEAD_INIT(env.tasks),
8108         };
8109
8110         /*
8111          * For NEWLY_IDLE load_balancing, we don't need to consider
8112          * other cpus in our group
8113          */
8114         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
8115                 env.dst_grpmask = NULL;
8116
8117         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
8118
8119         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
8120
8121 redo:
8122         if (!should_we_balance(&env)) {
8123                 *continue_balancing = 0;
8124                 goto out_balanced;
8125         }
8126
8127         group = find_busiest_group(&env);
8128         if (!group) {
8129                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
8130                 goto out_balanced;
8131         }
8132
8133         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
8134         if (!busiest) {
8135                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
8136                 goto out_balanced;
8137         }
8138
8139         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
8140
8141         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
8142
8143         env.src_cpu = busiest->cpu;
8144         env.src_rq = busiest;
8145
8146         ld_moved = 0;
8147         if (busiest->nr_running > 1) {
8148                 /*
8149                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
8150                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
8151                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
8152                  * correctly treated as an imbalance.
8153                  */
8154                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
8155                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
8156
8157 more_balance:
8158                 raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
8159
8160                 /*
8161                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
8162                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
8163                  */
8164                 cur_ld_moved = detach_tasks(&env);
8165                 /*
8166                  * We want to potentially lower env.src_cpu's OPP.
8167                  */
8168                 if (cur_ld_moved)
8169                         update_capacity_of(env.src_cpu);
8170
8171                 /*
8172                  * We've detached some tasks from busiest_rq. Every
8173                  * task is masked "TASK_ON_RQ_MIGRATING", so we can safely
8174                  * unlock busiest->lock, and we are able to be sure
8175                  * that nobody can manipulate the tasks in parallel.
8176                  * See task_rq_lock() family for the details.
8177                  */
8178
8179                 raw_spin_unlock(&busiest->lock);
8180
8181                 if (cur_ld_moved) {
8182                         attach_tasks(&env);
8183                         ld_moved += cur_ld_moved;
8184                 }
8185
8186                 local_irq_restore(flags);
8187
8188                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
8189                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
8190                         goto more_balance;
8191                 }
8192
8193                 /*
8194                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
8195                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
8196                  * where they can run. The upper limit on how many times we
8197                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
8198                  * sched_group.
8199                  *
8200                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
8201                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
8202                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
8203                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
8204                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
8205                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
8206                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
8207                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
8208                  * This however should not happen so much in practice and
8209                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
8210                  * excess load moved.
8211                  */
8212                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
8213
8214                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
8215                         cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
8216
8217                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
8218                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
8219                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
8220                         env.loop         = 0;
8221                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
8222
8223                         /*
8224                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
8225                          * need to continue with same src_cpu.
8226                          */
8227                         goto more_balance;
8228                 }
8229
8230                 /*
8231                  * We failed to reach balance because of affinity.
8232                  */
8233                 if (sd_parent) {
8234                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
8235
8236                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0)
8237                                 *group_imbalance = 1;
8238                 }
8239
8240                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
8241                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
8242                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
8243                         if (!cpumask_empty(cpus)) {
8244                                 env.loop = 0;
8245                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
8246                                 goto redo;
8247                         }
8248                         goto out_all_pinned;
8249                 }
8250         }
8251
8252         if (!ld_moved) {
8253                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
8254                 /*
8255                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
8256                  * We do not want newidle balance, which can be very
8257                  * frequent, pollute the failure counter causing
8258                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
8259                  */
8260                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
8261                         if (env.src_grp_nr_running > 1)
8262                                 sd->nr_balance_failed++;
8263
8264                 if (need_active_balance(&env)) {
8265                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
8266
8267                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
8268                          * if the curr task on busiest cpu can't be
8269                          * moved to this_cpu
8270                          */
8271                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
8272                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
8273                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
8274                                                             flags);
8275                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
8276                                 goto out_one_pinned;
8277                         }
8278
8279                         /*
8280                          * ->active_balance synchronizes accesses to
8281                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
8282                          * only after active load balance is finished.
8283                          */
8284                         if (!busiest->active_balance) {
8285                                 busiest->active_balance = 1;
8286                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
8287                                 active_balance = 1;
8288                         }
8289                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
8290
8291                         if (active_balance) {
8292                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
8293                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
8294                                         &busiest->active_balance_work);
8295                         }
8296
8297                         /*
8298                          * We've kicked active balancing, reset the failure
8299                          * counter.
8300                          */
8301                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
8302                 }
8303         } else
8304                 sd->nr_balance_failed = 0;
8305
8306         if (likely(!active_balance)) {
8307                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
8308                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
8309         } else {
8310                 /*
8311                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
8312                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
8313                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
8314                  * detach_tasks).
8315                  */
8316                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
8317                         sd->balance_interval *= 2;
8318         }
8319
8320         goto out;
8321
8322 out_balanced:
8323         /*
8324          * We reach balance although we may have faced some affinity
8325          * constraints. Clear the imbalance flag if it was set.
8326          */
8327         if (sd_parent) {
8328                 int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
8329
8330                 if (*group_imbalance)
8331                         *group_imbalance = 0;
8332         }
8333
8334 out_all_pinned:
8335         /*
8336          * We reach balance because all tasks are pinned at this level so
8337          * we can't migrate them. Let the imbalance flag set so parent level
8338          * can try to migrate them.
8339          */
8340         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
8341
8342         sd->nr_balance_failed = 0;
8343
8344 out_one_pinned:
8345         /* tune up the balancing interval */
8346         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
8347                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
8348                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
8349                 sd->balance_interval *= 2;
8350
8351         ld_moved = 0;
8352 out:
8353         return ld_moved;
8354 }
8355
8356 static inline unsigned long
8357 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
8358 {
8359         unsigned long interval = sd->balance_interval;
8360
8361         if (cpu_busy)
8362                 interval *= sd->busy_factor;
8363
8364         /* scale ms to jiffies */
8365         interval = msecs_to_jiffies(interval);
8366         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
8367
8368         return interval;
8369 }
8370
8371 static inline void
8372 update_next_balance(struct sched_domain *sd, int cpu_busy, unsigned long *next_balance)
8373 {
8374         unsigned long interval, next;
8375
8376         interval = get_sd_balance_interval(sd, cpu_busy);
8377         next = sd->last_balance + interval;
8378
8379         if (time_after(*next_balance, next))
8380                 *next_balance = next;
8381 }
8382
8383 /*
8384  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
8385  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
8386  */
8387 static int idle_balance(struct rq *this_rq)
8388 {
8389         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
8390         int this_cpu = this_rq->cpu;
8391         struct sched_domain *sd;
8392         int pulled_task = 0;
8393         u64 curr_cost = 0;
8394         long removed_util=0;
8395
8396         idle_enter_fair(this_rq);
8397
8398         /*
8399          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
8400          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
8401          */
8402         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
8403
8404         if (!energy_aware() &&
8405             (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost ||
8406              !this_rq->rd->overload)) {
8407                 rcu_read_lock();
8408                 sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
8409                 if (sd)
8410                         update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
8411                 rcu_read_unlock();
8412
8413                 goto out;
8414         }
8415
8416         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
8417
8418         /*
8419          * If removed_util_avg is !0 we most probably migrated some task away
8420          * from this_cpu. In this case we might be willing to trigger an OPP
8421          * update, but we want to do so if we don't find anybody else to pull
8422          * here (we will trigger an OPP update with the pulled task's enqueue
8423          * anyway).
8424          *
8425          * Record removed_util before calling update_blocked_averages, and use
8426          * it below (before returning) to see if an OPP update is required.
8427          */
8428         removed_util = atomic_long_read(&(this_rq->cfs).removed_util_avg);
8429         update_blocked_averages(this_cpu);
8430         rcu_read_lock();
8431         for_each_domain(this_cpu, sd) {
8432                 int continue_balancing = 1;
8433                 u64 t0, domain_cost;
8434
8435                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
8436                         continue;
8437
8438                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost) {
8439                         update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
8440                         break;
8441                 }
8442
8443                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
8444                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
8445
8446                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
8447                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
8448                                                    &continue_balancing);
8449
8450                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
8451                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
8452                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
8453
8454                         curr_cost += domain_cost;
8455                 }
8456
8457                 update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
8458
8459                 /*
8460                  * Stop searching for tasks to pull if there are
8461                  * now runnable tasks on this rq.
8462                  */
8463                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0)
8464                         break;
8465         }
8466         rcu_read_unlock();
8467
8468         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
8469
8470         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
8471                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
8472
8473         /*
8474          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
8475          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
8476          * pretend we pulled a task.
8477          */
8478         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
8479                 pulled_task = 1;
8480
8481 out:
8482         /* Move the next balance forward */
8483         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
8484                 this_rq->next_balance = next_balance;
8485
8486         /* Is there a task of a high priority class? */
8487         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
8488                 pulled_task = -1;
8489
8490         if (pulled_task) {
8491                 idle_exit_fair(this_rq);
8492                 this_rq->idle_stamp = 0;
8493         } else if (removed_util) {
8494                 /*
8495                  * No task pulled and someone has been migrated away.
8496                  * Good case to trigger an OPP update.
8497                  */
8498                 update_capacity_of(this_cpu);
8499         }
8500
8501         return pulled_task;
8502 }
8503
8504 /*
8505  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
8506  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
8507  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
8508  * avoids physical / logical imbalances.
8509  */
8510 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
8511 {
8512         struct rq *busiest_rq = data;
8513         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
8514         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
8515         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
8516         struct sched_domain *sd;
8517         struct task_struct *p = NULL;
8518
8519         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
8520
8521         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
8522         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
8523                      !busiest_rq->active_balance))
8524                 goto out_unlock;
8525
8526         /* Is there any task to move? */
8527         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
8528                 goto out_unlock;
8529
8530         /*
8531          * This condition is "impossible", if it occurs
8532          * we need to fix it. Originally reported by
8533          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
8534          */
8535         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
8536
8537         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
8538         rcu_read_lock();
8539         for_each_domain(target_cpu, sd) {
8540                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
8541                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
8542                                 break;
8543         }
8544
8545         if (likely(sd)) {
8546                 struct lb_env env = {
8547                         .sd             = sd,
8548                         .dst_cpu        = target_cpu,
8549                         .dst_rq         = target_rq,
8550                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
8551                         .src_rq         = busiest_rq,
8552                         .idle           = CPU_IDLE,
8553                 };
8554
8555                 schedstat_inc(sd, alb_count);
8556
8557                 p = detach_one_task(&env);
8558                 if (p) {
8559                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
8560                         /*
8561                          * We want to potentially lower env.src_cpu's OPP.
8562                          */
8563                         update_capacity_of(env.src_cpu);
8564                 }
8565                 else
8566                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
8567         }
8568         rcu_read_unlock();
8569 out_unlock:
8570         busiest_rq->active_balance = 0;
8571         raw_spin_unlock(&busiest_rq->lock);
8572
8573         if (p)
8574                 attach_one_task(target_rq, p);
8575
8576         local_irq_enable();
8577
8578         return 0;
8579 }
8580
8581 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
8582 {
8583         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
8584 }
8585
8586 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8587 /*
8588  * idle load balancing details
8589  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
8590  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
8591  *   load balancing for all the idle CPUs.
8592  */
8593 static struct {
8594         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
8595         atomic_t nr_cpus;
8596         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
8597 } nohz ____cacheline_aligned;
8598
8599 static inline int find_new_ilb(void)
8600 {
8601         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
8602
8603         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
8604                 return ilb;
8605
8606         return nr_cpu_ids;
8607 }
8608
8609 /*
8610  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
8611  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
8612  * CPU (if there is one).
8613  */
8614 static void nohz_balancer_kick(void)
8615 {
8616         int ilb_cpu;
8617
8618         nohz.next_balance++;
8619
8620         ilb_cpu = find_new_ilb();
8621
8622         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
8623                 return;
8624
8625         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
8626                 return;
8627         /*
8628          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
8629          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
8630          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
8631          * will be run before returning from the IPI.
8632          */
8633         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
8634         return;
8635 }
8636
8637 static inline void nohz_balance_exit_idle(int cpu)
8638 {
8639         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
8640                 /*
8641                  * Completely isolated CPUs don't ever set, so we must test.
8642                  */
8643                 if (likely(cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))) {
8644                         cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
8645                         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
8646                 }
8647                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
8648         }
8649 }
8650
8651 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
8652 {
8653         struct sched_domain *sd;
8654         int cpu = smp_processor_id();
8655
8656         rcu_read_lock();
8657         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
8658
8659         if (!sd || !sd->nohz_idle)
8660                 goto unlock;
8661         sd->nohz_idle = 0;
8662
8663         atomic_inc(&sd->groups->sgc->nr_busy_cpus);
8664 unlock:
8665         rcu_read_unlock();
8666 }
8667
8668 void set_cpu_sd_state_idle(void)
8669 {
8670         struct sched_domain *sd;
8671         int cpu = smp_processor_id();
8672
8673         rcu_read_lock();
8674         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
8675
8676         if (!sd || sd->nohz_idle)
8677                 goto unlock;
8678         sd->nohz_idle = 1;
8679
8680         atomic_dec(&sd->groups->sgc->nr_busy_cpus);
8681 unlock:
8682         rcu_read_unlock();
8683 }
8684
8685 /*
8686  * This routine will record that the cpu is going idle with tick stopped.
8687  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
8688  */
8689 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
8690 {
8691         /*
8692          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
8693          */
8694         if (!cpu_active(cpu))
8695                 return;
8696
8697         if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
8698                 return;
8699
8700         /*
8701          * If we're a completely isolated CPU, we don't play.
8702          */
8703         if (on_null_domain(cpu_rq(cpu)))
8704                 return;
8705
8706         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
8707         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
8708         set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
8709 }
8710
8711 static int sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
8712                                         unsigned long action, void *hcpu)
8713 {
8714         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
8715         case CPU_DYING:
8716                 nohz_balance_exit_idle(smp_processor_id());
8717                 return NOTIFY_OK;
8718         default:
8719                 return NOTIFY_DONE;
8720         }
8721 }
8722 #endif
8723
8724 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
8725
8726 /*
8727  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
8728  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
8729  */
8730 void update_max_interval(void)
8731 {
8732         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
8733 }
8734
8735 /*
8736  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
8737  * and initiates a balancing operation if so.
8738  *
8739  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
8740  */
8741 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
8742 {
8743         int continue_balancing = 1;
8744         int cpu = rq->cpu;
8745         unsigned long interval;
8746         struct sched_domain *sd;
8747         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
8748         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
8749         int update_next_balance = 0;
8750         int need_serialize, need_decay = 0;
8751         u64 max_cost = 0;
8752
8753         update_blocked_averages(cpu);
8754
8755         rcu_read_lock();
8756         for_each_domain(cpu, sd) {
8757                 /*
8758                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
8759                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
8760                  */
8761                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
8762                         sd->max_newidle_lb_cost =
8763                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
8764                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
8765                         need_decay = 1;
8766                 }
8767                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
8768
8769                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
8770                         continue;
8771
8772                 /*
8773                  * Stop the load balance at this level. There is another
8774                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
8775                  * actively.
8776                  */
8777                 if (!continue_balancing) {
8778                         if (need_decay)
8779                                 continue;
8780                         break;
8781                 }
8782
8783                 interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
8784
8785                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
8786                 if (need_serialize) {
8787                         if (!spin_trylock(&balancing))
8788                                 goto out;
8789                 }
8790
8791                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
8792                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
8793                                 /*
8794                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
8795                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
8796                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
8797                                  */
8798                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
8799                         }
8800                         sd->last_balance = jiffies;
8801                         interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
8802                 }
8803                 if (need_serialize)
8804                         spin_unlock(&balancing);
8805 out:
8806                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
8807                         next_balance = sd->last_balance + interval;
8808                         update_next_balance = 1;
8809                 }
8810         }
8811         if (need_decay) {
8812                 /*
8813                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
8814                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
8815                  */
8816                 rq->max_idle_balance_cost =
8817                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
8818         }
8819         rcu_read_unlock();
8820
8821         /*
8822          * next_balance will be updated only when there is a need.
8823          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
8824          * updated.
8825          */
8826         if (likely(update_next_balance)) {
8827                 rq->next_balance = next_balance;
8828
8829 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8830                 /*
8831                  * If this CPU has been elected to perform the nohz idle
8832                  * balance. Other idle CPUs have already rebalanced with
8833                  * nohz_idle_balance() and nohz.next_balance has been
8834                  * updated accordingly. This CPU is now running the idle load
8835                  * balance for itself and we need to update the
8836                  * nohz.next_balance accordingly.
8837                  */
8838                 if ((idle == CPU_IDLE) && time_after(nohz.next_balance, rq->next_balance))
8839                         nohz.next_balance = rq->next_balance;
8840 #endif
8841         }
8842 }
8843
8844 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8845 /*
8846  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
8847  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
8848  */
8849 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
8850 {
8851         int this_cpu = this_rq->cpu;
8852         struct rq *rq;
8853         int balance_cpu;
8854         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
8855         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
8856         int update_next_balance = 0;
8857
8858         if (idle != CPU_IDLE ||
8859             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
8860                 goto end;
8861
8862         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
8863                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
8864                         continue;
8865
8866                 /*
8867                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
8868                  * work being done for other cpus. Next load
8869                  * balancing owner will pick it up.
8870                  */
8871                 if (need_resched())
8872                         break;
8873
8874                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
8875
8876                 /*
8877                  * If time for next balance is due,
8878                  * do the balance.
8879                  */
8880                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
8881                         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
8882                         update_rq_clock(rq);
8883                         update_idle_cpu_load(rq);
8884                         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
8885                         rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
8886                 }
8887
8888                 if (time_after(next_balance, rq->next_balance)) {
8889                         next_balance = rq->next_balance;
8890                         update_next_balance = 1;
8891                 }
8892         }
8893
8894         /*
8895          * next_balance will be updated only when there is a need.
8896          * When the CPU is attached to null domain for ex, it will not be
8897          * updated.
8898          */
8899         if (likely(update_next_balance))
8900                 nohz.next_balance = next_balance;
8901 end:
8902         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
8903 }
8904
8905 /*
8906  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
8907  * of an idle cpu in the system.
8908  *   - This rq has more than one task.
8909  *   - This rq has at least one CFS task and the capacity of the CPU is
8910  *     significantly reduced because of RT tasks or IRQs.
8911  *   - At parent of LLC scheduler domain level, this cpu's scheduler group has
8912  *     multiple busy cpu.
8913  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
8914  *     domain span are idle.
8915  */
8916 static inline bool nohz_kick_needed(struct rq *rq)
8917 {
8918         unsigned long now = jiffies;
8919         struct sched_domain *sd;
8920         struct sched_group_capacity *sgc;
8921         int nr_busy, cpu = rq->cpu;
8922         bool kick = false;
8923
8924         if (unlikely(rq->idle_balance))
8925                 return false;
8926
8927        /*
8928         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
8929         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
8930         */
8931         set_cpu_sd_state_busy();
8932         nohz_balance_exit_idle(cpu);
8933
8934         /*
8935          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
8936          * balancing.
8937          */
8938         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
8939                 return false;
8940
8941         if (time_before(now, nohz.next_balance))
8942                 return false;
8943
8944         if (rq->nr_running >= 2 &&
8945             (!energy_aware() || cpu_overutilized(cpu)))
8946                 return true;
8947
8948         rcu_read_lock();
8949         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
8950         if (sd && !energy_aware()) {
8951                 sgc = sd->groups->sgc;
8952                 nr_busy = atomic_read(&sgc->nr_busy_cpus);
8953
8954                 if (nr_busy > 1) {
8955                         kick = true;
8956                         goto unlock;
8957                 }
8958
8959         }
8960
8961         sd = rcu_dereference(rq->sd);
8962         if (sd) {
8963                 if ((rq->cfs.h_nr_running >= 1) &&
8964                                 check_cpu_capacity(rq, sd)) {
8965                         kick = true;
8966                         goto unlock;
8967                 }
8968         }
8969
8970         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym, cpu));
8971         if (sd && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
8972                                   sched_domain_span(sd)) < cpu)) {
8973                 kick = true;
8974                 goto unlock;
8975         }
8976
8977 unlock:
8978         rcu_read_unlock();
8979         return kick;
8980 }
8981 #else
8982 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle) { }
8983 #endif
8984
8985 /*
8986  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
8987  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
8988  */
8989 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
8990 {
8991         struct rq *this_rq = this_rq();
8992         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
8993                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
8994
8995         /*
8996          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
8997          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
8998          * stopped. Do nohz_idle_balance *before* rebalance_domains to
8999          * give the idle cpus a chance to load balance. Else we may
9000          * load balance only within the local sched_domain hierarchy
9001          * and abort nohz_idle_balance altogether if we pull some load.
9002          */
9003         nohz_idle_balance(this_rq, idle);
9004         rebalance_domains(this_rq, idle);
9005 }
9006
9007 /*
9008  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
9009  */
9010 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
9011 {
9012         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
9013         if (unlikely(on_null_domain(rq)))
9014                 return;
9015
9016         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
9017                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
9018 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9019         if (nohz_kick_needed(rq))
9020                 nohz_balancer_kick();
9021 #endif
9022 }
9023
9024 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
9025 {
9026         update_sysctl();
9027
9028         update_runtime_enabled(rq);
9029 }
9030
9031 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
9032 {
9033         update_sysctl();
9034
9035         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
9036         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
9037 }
9038
9039 #endif /* CONFIG_SMP */
9040
9041 /*
9042  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
9043  */
9044 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
9045 {
9046         struct cfs_rq *cfs_rq;
9047         struct sched_entity *se = &curr->se;
9048
9049         for_each_sched_entity(se) {
9050                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9051                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
9052         }
9053
9054         if (static_branch_unlikely(&sched_numa_balancing))
9055                 task_tick_numa(rq, curr);
9056
9057 #ifdef CONFIG_SMP
9058         if (!rq->rd->overutilized && cpu_overutilized(task_cpu(curr))) {
9059                 rq->rd->overutilized = true;
9060                 trace_sched_overutilized(true);
9061         }
9062
9063         rq->misfit_task = !task_fits_max(curr, rq->cpu);
9064 #endif
9065
9066 }
9067
9068 /*
9069  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
9070  *  - child not yet on the tasklist
9071  *  - preemption disabled
9072  */
9073 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
9074 {
9075         struct cfs_rq *cfs_rq;
9076         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
9077         int this_cpu = smp_processor_id();
9078         struct rq *rq = this_rq();
9079         unsigned long flags;
9080
9081         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
9082
9083         update_rq_clock(rq);
9084
9085         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
9086         curr = cfs_rq->curr;
9087
9088         /*
9089          * Not only the cpu but also the task_group of the parent might have
9090          * been changed after parent->se.parent,cfs_rq were copied to
9091          * child->se.parent,cfs_rq. So call __set_task_cpu() to make those
9092          * of child point to valid ones.
9093          */
9094         rcu_read_lock();
9095         __set_task_cpu(p, this_cpu);
9096         rcu_read_unlock();
9097
9098         update_curr(cfs_rq);
9099
9100         if (curr)
9101                 se->vruntime = curr->vruntime;
9102         place_entity(cfs_rq, se, 1);
9103
9104         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
9105                 /*
9106                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
9107                  * 'current' within the tree based on its new key value.
9108                  */
9109                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
9110                 resched_curr(rq);
9111         }
9112
9113         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
9114
9115         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
9116 }
9117
9118 /*
9119  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
9120  * the current task.
9121  */
9122 static void
9123 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
9124 {
9125         if (!task_on_rq_queued(p))
9126                 return;
9127
9128         /*
9129          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
9130          * our priority decreased, or if we are not currently running on
9131          * this runqueue and our priority is higher than the current's
9132          */
9133         if (rq->curr == p) {
9134                 if (p->prio > oldprio)
9135                         resched_curr(rq);
9136         } else
9137                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
9138 }
9139
9140 static inline bool vruntime_normalized(struct task_struct *p)
9141 {
9142         struct sched_entity *se = &p->se;
9143
9144         /*
9145          * In both the TASK_ON_RQ_QUEUED and TASK_ON_RQ_MIGRATING cases,
9146          * the dequeue_entity(.flags=0) will already have normalized the
9147          * vruntime.
9148          */
9149         if (p->on_rq)
9150                 return true;
9151
9152         /*
9153          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
9154          * But there are some cases where it has already been normalized:
9155          *
9156          * - A forked child which is waiting for being woken up by
9157          *   wake_up_new_task().
9158          * - A task which has been woken up by try_to_wake_up() and
9159          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
9160          */
9161         if (!se->sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING)
9162                 return true;
9163
9164         return false;
9165 }
9166
9167 static void detach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
9168 {
9169         struct sched_entity *se = &p->se;
9170         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9171
9172         if (!vruntime_normalized(p)) {
9173                 /*
9174                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
9175                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
9176                  */
9177                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
9178                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
9179         }
9180
9181         /* Catch up with the cfs_rq and remove our load when we leave */
9182         detach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
9183 }
9184
9185 static void attach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
9186 {
9187         struct sched_entity *se = &p->se;
9188         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9189
9190 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9191         /*
9192          * Since the real-depth could have been changed (only FAIR
9193          * class maintain depth value), reset depth properly.
9194          */
9195         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
9196 #endif
9197
9198         /* Synchronize task with its cfs_rq */
9199         attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
9200
9201         if (!vruntime_normalized(p))
9202                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
9203 }
9204
9205 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
9206 {
9207         detach_task_cfs_rq(p);
9208 }
9209
9210 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
9211 {
9212         attach_task_cfs_rq(p);
9213
9214         if (task_on_rq_queued(p)) {
9215                 /*
9216                  * We were most likely switched from sched_rt, so
9217                  * kick off the schedule if running, otherwise just see
9218                  * if we can still preempt the current task.
9219                  */
9220                 if (rq->curr == p)
9221                         resched_curr(rq);
9222                 else
9223                         check_preempt_curr(rq, p, 0);
9224         }
9225 }
9226
9227 /* Account for a task changing its policy or group.
9228  *
9229  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
9230  * migrates between groups/classes.
9231  */
9232 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
9233 {
9234         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
9235
9236         for_each_sched_entity(se) {
9237                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9238
9239                 set_next_entity(cfs_rq, se);
9240                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
9241                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
9242         }
9243 }
9244
9245 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
9246 {
9247         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
9248         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
9249 #ifndef CONFIG_64BIT
9250         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
9251 #endif
9252 #ifdef CONFIG_SMP
9253         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_load_avg, 0);
9254         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_util_avg, 0);
9255 #endif
9256 }
9257
9258 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9259 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p)
9260 {
9261         detach_task_cfs_rq(p);
9262         set_task_rq(p, task_cpu(p));
9263
9264 #ifdef CONFIG_SMP
9265         /* Tell se's cfs_rq has been changed -- migrated */
9266         p->se.avg.last_update_time = 0;
9267 #endif
9268         attach_task_cfs_rq(p);
9269 }
9270
9271 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
9272 {
9273         int i;
9274
9275         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
9276
9277         for_each_possible_cpu(i) {
9278                 if (tg->cfs_rq)
9279                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
9280                 if (tg->se) {
9281                         if (tg->se[i])
9282                                 remove_entity_load_avg(tg->se[i]);
9283                         kfree(tg->se[i]);
9284                 }
9285         }
9286
9287         kfree(tg->cfs_rq);
9288         kfree(tg->se);
9289 }
9290
9291 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
9292 {
9293         struct cfs_rq *cfs_rq;
9294         struct sched_entity *se;
9295         int i;
9296
9297         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
9298         if (!tg->cfs_rq)
9299                 goto err;
9300         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
9301         if (!tg->se)
9302                 goto err;
9303
9304         tg->shares = NICE_0_LOAD;
9305
9306         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
9307
9308         for_each_possible_cpu(i) {
9309                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
9310                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9311                 if (!cfs_rq)
9312                         goto err;
9313
9314                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
9315                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9316                 if (!se)
9317                         goto err_free_rq;
9318
9319                 init_cfs_rq(cfs_rq);
9320                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
9321                 init_entity_runnable_average(se);
9322         }
9323
9324         return 1;
9325
9326 err_free_rq:
9327         kfree(cfs_rq);
9328 err:
9329         return 0;
9330 }
9331
9332 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
9333 {
9334         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9335         unsigned long flags;
9336
9337         /*
9338         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
9339         * check on_list without danger of it being re-added.
9340         */
9341         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
9342                 return;
9343
9344         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
9345         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
9346         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
9347 }
9348
9349 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
9350                         struct sched_entity *se, int cpu,
9351                         struct sched_entity *parent)
9352 {
9353         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9354
9355         cfs_rq->tg = tg;
9356         cfs_rq->rq = rq;
9357         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
9358
9359         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
9360         tg->se[cpu] = se;
9361
9362         /* se could be NULL for root_task_group */
9363         if (!se)
9364                 return;
9365
9366         if (!parent) {
9367                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
9368                 se->depth = 0;
9369         } else {
9370                 se->cfs_rq = parent->my_q;
9371                 se->depth = parent->depth + 1;
9372         }
9373
9374         se->my_q = cfs_rq;
9375         /* guarantee group entities always have weight */
9376         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
9377         se->parent = parent;
9378 }
9379
9380 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
9381
9382 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
9383 {
9384         int i;
9385         unsigned long flags;
9386
9387         /*
9388          * We can't change the weight of the root cgroup.
9389          */
9390         if (!tg->se[0])
9391                 return -EINVAL;
9392
9393         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
9394
9395         mutex_lock(&shares_mutex);
9396         if (tg->shares == shares)
9397                 goto done;
9398
9399         tg->shares = shares;
9400         for_each_possible_cpu(i) {
9401                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
9402                 struct sched_entity *se;
9403
9404                 se = tg->se[i];
9405                 /* Propagate contribution to hierarchy */
9406                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
9407
9408                 /* Possible calls to update_curr() need rq clock */
9409                 update_rq_clock(rq);
9410                 for_each_sched_entity(se)
9411                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
9412                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
9413         }
9414
9415 done:
9416         mutex_unlock(&shares_mutex);
9417         return 0;
9418 }
9419 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9420
9421 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
9422
9423 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
9424 {
9425         return 1;
9426 }
9427
9428 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
9429
9430 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9431
9432
9433 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
9434 {
9435         struct sched_entity *se = &task->se;
9436         unsigned int rr_interval = 0;
9437
9438         /*
9439          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
9440          * idle runqueue:
9441          */
9442         if (rq->cfs.load.weight)
9443                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
9444
9445         return rr_interval;
9446 }
9447
9448 /*
9449  * All the scheduling class methods:
9450  */
9451 const struct sched_class fair_sched_class = {
9452         .next                   = &idle_sched_class,
9453         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
9454         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
9455         .yield_task             = yield_task_fair,
9456         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
9457
9458         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
9459
9460         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
9461         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
9462
9463 #ifdef CONFIG_SMP
9464         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
9465         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
9466
9467         .rq_online              = rq_online_fair,
9468         .rq_offline             = rq_offline_fair,
9469
9470         .task_waking            = task_waking_fair,
9471         .task_dead              = task_dead_fair,
9472         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_common,
9473 #endif
9474
9475         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
9476         .task_tick              = task_tick_fair,
9477         .task_fork              = task_fork_fair,
9478
9479         .prio_changed           = prio_changed_fair,
9480         .switched_from          = switched_from_fair,
9481         .switched_to            = switched_to_fair,
9482
9483         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
9484
9485         .update_curr            = update_curr_fair,
9486
9487 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9488         .task_move_group        = task_move_group_fair,
9489 #endif
9490 };
9491
9492 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
9493 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
9494 {
9495         struct cfs_rq *cfs_rq;
9496
9497         rcu_read_lock();
9498         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
9499                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
9500         rcu_read_unlock();
9501 }
9502
9503 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
9504 void show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m)
9505 {
9506         int node;
9507         unsigned long tsf = 0, tpf = 0, gsf = 0, gpf = 0;
9508
9509         for_each_online_node(node) {
9510                 if (p->numa_faults) {
9511                         tsf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
9512                         tpf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
9513                 }
9514                 if (p->numa_group) {
9515                         gsf = p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)],
9516                         gpf = p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
9517                 }
9518                 print_numa_stats(m, node, tsf, tpf, gsf, gpf);
9519         }
9520 }
9521 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
9522 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
9523
9524 __init void init_sched_fair_class(void)
9525 {
9526 #ifdef CONFIG_SMP
9527         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
9528
9529 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9530         nohz.next_balance = jiffies;
9531         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
9532         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
9533 #endif
9534 #endif /* SMP */
9535
9536 }