sched: Disable energy-unfriendly nohz kicks
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / kernel / sched / fair.c
1 /*
2  * Completely Fair Scheduling (CFS) Class (SCHED_NORMAL/SCHED_BATCH)
3  *
4  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
5  *
6  *  Interactivity improvements by Mike Galbraith
7  *  (C) 2007 Mike Galbraith <efault@gmx.de>
8  *
9  *  Various enhancements by Dmitry Adamushko.
10  *  (C) 2007 Dmitry Adamushko <dmitry.adamushko@gmail.com>
11  *
12  *  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
13  *  Copyright IBM Corporation, 2007
14  *  Author: Srivatsa Vaddagiri <vatsa@linux.vnet.ibm.com>
15  *
16  *  Scaled math optimizations by Thomas Gleixner
17  *  Copyright (C) 2007, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
18  *
19  *  Adaptive scheduling granularity, math enhancements by Peter Zijlstra
20  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra
21  */
22
23 #include <linux/latencytop.h>
24 #include <linux/sched.h>
25 #include <linux/cpumask.h>
26 #include <linux/cpuidle.h>
27 #include <linux/slab.h>
28 #include <linux/profile.h>
29 #include <linux/interrupt.h>
30 #include <linux/mempolicy.h>
31 #include <linux/migrate.h>
32 #include <linux/task_work.h>
33
34 #include <trace/events/sched.h>
35
36 #include "sched.h"
37
38 /*
39  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
40  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
41  *
42  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
43  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
44  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
45  * based scheduling concepts.
46  *
47  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
48  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
49  */
50 unsigned int sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
51 unsigned int normalized_sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
52
53 /*
54  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
55  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
56  *
57  * Options are:
58  * SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
59  * SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
60  * SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
61  */
62 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling
63         = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
64
65 /*
66  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
67  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
68  */
69 unsigned int sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
70 unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
71
72 /*
73  * is kept at sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity
74  */
75 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
76
77 /*
78  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
79  * parent will (try to) run first.
80  */
81 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
82
83 /*
84  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
85  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
86  *
87  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
88  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
89  * have immediate wakeup/sleep latencies.
90  */
91 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
92 unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
93
94 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost = 500000UL;
95
96 /*
97  * The exponential sliding  window over which load is averaged for shares
98  * distribution.
99  * (default: 10msec)
100  */
101 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_shares_window = 10000000UL;
102
103 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
104 /*
105  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
106  * each time a cfs_rq requests quota.
107  *
108  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
109  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
110  * we will always only issue the remaining available time.
111  *
112  * default: 5 msec, units: microseconds
113   */
114 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice = 5000UL;
115 #endif
116
117 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
118 {
119         lw->weight += inc;
120         lw->inv_weight = 0;
121 }
122
123 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
124 {
125         lw->weight -= dec;
126         lw->inv_weight = 0;
127 }
128
129 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
130 {
131         lw->weight = w;
132         lw->inv_weight = 0;
133 }
134
135 /*
136  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
137  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
138  * to users decreases. But the relationship is not linear,
139  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
140  * number of CPUs.
141  *
142  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
143  */
144 static unsigned int get_update_sysctl_factor(void)
145 {
146         unsigned int cpus = min_t(unsigned int, num_online_cpus(), 8);
147         unsigned int factor;
148
149         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
150         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
151                 factor = 1;
152                 break;
153         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
154                 factor = cpus;
155                 break;
156         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
157         default:
158                 factor = 1 + ilog2(cpus);
159                 break;
160         }
161
162         return factor;
163 }
164
165 static void update_sysctl(void)
166 {
167         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
168
169 #define SET_SYSCTL(name) \
170         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
171         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
172         SET_SYSCTL(sched_latency);
173         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
174 #undef SET_SYSCTL
175 }
176
177 void sched_init_granularity(void)
178 {
179         update_sysctl();
180 }
181
182 #define WMULT_CONST     (~0U)
183 #define WMULT_SHIFT     32
184
185 static void __update_inv_weight(struct load_weight *lw)
186 {
187         unsigned long w;
188
189         if (likely(lw->inv_weight))
190                 return;
191
192         w = scale_load_down(lw->weight);
193
194         if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
195                 lw->inv_weight = 1;
196         else if (unlikely(!w))
197                 lw->inv_weight = WMULT_CONST;
198         else
199                 lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
200 }
201
202 /*
203  * delta_exec * weight / lw.weight
204  *   OR
205  * (delta_exec * (weight * lw->inv_weight)) >> WMULT_SHIFT
206  *
207  * Either weight := NICE_0_LOAD and lw \e prio_to_wmult[], in which case
208  * we're guaranteed shift stays positive because inv_weight is guaranteed to
209  * fit 32 bits, and NICE_0_LOAD gives another 10 bits; therefore shift >= 22.
210  *
211  * Or, weight =< lw.weight (because lw.weight is the runqueue weight), thus
212  * weight/lw.weight <= 1, and therefore our shift will also be positive.
213  */
214 static u64 __calc_delta(u64 delta_exec, unsigned long weight, struct load_weight *lw)
215 {
216         u64 fact = scale_load_down(weight);
217         int shift = WMULT_SHIFT;
218
219         __update_inv_weight(lw);
220
221         if (unlikely(fact >> 32)) {
222                 while (fact >> 32) {
223                         fact >>= 1;
224                         shift--;
225                 }
226         }
227
228         /* hint to use a 32x32->64 mul */
229         fact = (u64)(u32)fact * lw->inv_weight;
230
231         while (fact >> 32) {
232                 fact >>= 1;
233                 shift--;
234         }
235
236         return mul_u64_u32_shr(delta_exec, fact, shift);
237 }
238
239
240 const struct sched_class fair_sched_class;
241
242 /**************************************************************
243  * CFS operations on generic schedulable entities:
244  */
245
246 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
247
248 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
249 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
250 {
251         return cfs_rq->rq;
252 }
253
254 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
255 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
256
257 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
258 {
259 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
260         WARN_ON_ONCE(!entity_is_task(se));
261 #endif
262         return container_of(se, struct task_struct, se);
263 }
264
265 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
266 #define for_each_sched_entity(se) \
267                 for (; se; se = se->parent)
268
269 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
270 {
271         return p->se.cfs_rq;
272 }
273
274 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
275 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
276 {
277         return se->cfs_rq;
278 }
279
280 /* runqueue "owned" by this group */
281 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
282 {
283         return grp->my_q;
284 }
285
286 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
287 {
288         if (!cfs_rq->on_list) {
289                 /*
290                  * Ensure we either appear before our parent (if already
291                  * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
292                  * enqueued.  The fact that we always enqueue bottom-up
293                  * reduces this to two cases.
294                  */
295                 if (cfs_rq->tg->parent &&
296                     cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu_of(rq_of(cfs_rq))]->on_list) {
297                         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
298                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
299                 } else {
300                         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
301                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
302                 }
303
304                 cfs_rq->on_list = 1;
305         }
306 }
307
308 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
309 {
310         if (cfs_rq->on_list) {
311                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
312                 cfs_rq->on_list = 0;
313         }
314 }
315
316 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
317 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
318         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
319
320 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
321 static inline struct cfs_rq *
322 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
323 {
324         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
325                 return se->cfs_rq;
326
327         return NULL;
328 }
329
330 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
331 {
332         return se->parent;
333 }
334
335 static void
336 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
337 {
338         int se_depth, pse_depth;
339
340         /*
341          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
342          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
343          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
344          * parent.
345          */
346
347         /* First walk up until both entities are at same depth */
348         se_depth = (*se)->depth;
349         pse_depth = (*pse)->depth;
350
351         while (se_depth > pse_depth) {
352                 se_depth--;
353                 *se = parent_entity(*se);
354         }
355
356         while (pse_depth > se_depth) {
357                 pse_depth--;
358                 *pse = parent_entity(*pse);
359         }
360
361         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
362                 *se = parent_entity(*se);
363                 *pse = parent_entity(*pse);
364         }
365 }
366
367 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
368
369 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
370 {
371         return container_of(se, struct task_struct, se);
372 }
373
374 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
375 {
376         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
377 }
378
379 #define entity_is_task(se)      1
380
381 #define for_each_sched_entity(se) \
382                 for (; se; se = NULL)
383
384 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
385 {
386         return &task_rq(p)->cfs;
387 }
388
389 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
390 {
391         struct task_struct *p = task_of(se);
392         struct rq *rq = task_rq(p);
393
394         return &rq->cfs;
395 }
396
397 /* runqueue "owned" by this group */
398 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
399 {
400         return NULL;
401 }
402
403 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
404 {
405 }
406
407 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
408 {
409 }
410
411 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
412                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
413
414 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
415 {
416         return NULL;
417 }
418
419 static inline void
420 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
421 {
422 }
423
424 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
425
426 static __always_inline
427 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec);
428
429 /**************************************************************
430  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
431  */
432
433 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
434 {
435         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
436         if (delta > 0)
437                 max_vruntime = vruntime;
438
439         return max_vruntime;
440 }
441
442 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
443 {
444         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
445         if (delta < 0)
446                 min_vruntime = vruntime;
447
448         return min_vruntime;
449 }
450
451 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
452                                 struct sched_entity *b)
453 {
454         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
455 }
456
457 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
458 {
459         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
460
461         if (cfs_rq->curr)
462                 vruntime = cfs_rq->curr->vruntime;
463
464         if (cfs_rq->rb_leftmost) {
465                 struct sched_entity *se = rb_entry(cfs_rq->rb_leftmost,
466                                                    struct sched_entity,
467                                                    run_node);
468
469                 if (!cfs_rq->curr)
470                         vruntime = se->vruntime;
471                 else
472                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
473         }
474
475         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
476         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
477 #ifndef CONFIG_64BIT
478         smp_wmb();
479         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
480 #endif
481 }
482
483 /*
484  * Enqueue an entity into the rb-tree:
485  */
486 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
487 {
488         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
489         struct rb_node *parent = NULL;
490         struct sched_entity *entry;
491         int leftmost = 1;
492
493         /*
494          * Find the right place in the rbtree:
495          */
496         while (*link) {
497                 parent = *link;
498                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
499                 /*
500                  * We dont care about collisions. Nodes with
501                  * the same key stay together.
502                  */
503                 if (entity_before(se, entry)) {
504                         link = &parent->rb_left;
505                 } else {
506                         link = &parent->rb_right;
507                         leftmost = 0;
508                 }
509         }
510
511         /*
512          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
513          * used):
514          */
515         if (leftmost)
516                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
517
518         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
519         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
520 }
521
522 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
523 {
524         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node) {
525                 struct rb_node *next_node;
526
527                 next_node = rb_next(&se->run_node);
528                 cfs_rq->rb_leftmost = next_node;
529         }
530
531         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
532 }
533
534 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
535 {
536         struct rb_node *left = cfs_rq->rb_leftmost;
537
538         if (!left)
539                 return NULL;
540
541         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
542 }
543
544 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
545 {
546         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
547
548         if (!next)
549                 return NULL;
550
551         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
552 }
553
554 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
555 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
556 {
557         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline);
558
559         if (!last)
560                 return NULL;
561
562         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
563 }
564
565 /**************************************************************
566  * Scheduling class statistics methods:
567  */
568
569 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
570                 void __user *buffer, size_t *lenp,
571                 loff_t *ppos)
572 {
573         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
574         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
575
576         if (ret || !write)
577                 return ret;
578
579         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
580                                         sysctl_sched_min_granularity);
581
582 #define WRT_SYSCTL(name) \
583         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
584         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
585         WRT_SYSCTL(sched_latency);
586         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
587 #undef WRT_SYSCTL
588
589         return 0;
590 }
591 #endif
592
593 /*
594  * delta /= w
595  */
596 static inline u64 calc_delta_fair(u64 delta, struct sched_entity *se)
597 {
598         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
599                 delta = __calc_delta(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
600
601         return delta;
602 }
603
604 /*
605  * The idea is to set a period in which each task runs once.
606  *
607  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
608  * this period because otherwise the slices get too small.
609  *
610  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
611  */
612 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
613 {
614         if (unlikely(nr_running > sched_nr_latency))
615                 return nr_running * sysctl_sched_min_granularity;
616         else
617                 return sysctl_sched_latency;
618 }
619
620 /*
621  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
622  * proportional to the weight.
623  *
624  * s = p*P[w/rw]
625  */
626 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
627 {
628         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
629
630         for_each_sched_entity(se) {
631                 struct load_weight *load;
632                 struct load_weight lw;
633
634                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
635                 load = &cfs_rq->load;
636
637                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
638                         lw = cfs_rq->load;
639
640                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
641                         load = &lw;
642                 }
643                 slice = __calc_delta(slice, se->load.weight, load);
644         }
645         return slice;
646 }
647
648 /*
649  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
650  *
651  * vs = s/w
652  */
653 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
654 {
655         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
656 }
657
658 #ifdef CONFIG_SMP
659 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int cpu);
660 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
661
662 /*
663  * We choose a half-life close to 1 scheduling period.
664  * Note: The tables runnable_avg_yN_inv and runnable_avg_yN_sum are
665  * dependent on this value.
666  */
667 #define LOAD_AVG_PERIOD 32
668 #define LOAD_AVG_MAX 47742 /* maximum possible load avg */
669 #define LOAD_AVG_MAX_N 345 /* number of full periods to produce LOAD_AVG_MAX */
670
671 /* Give new sched_entity start runnable values to heavy its load in infant time */
672 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
673 {
674         struct sched_avg *sa = &se->avg;
675
676         sa->last_update_time = 0;
677         /*
678          * sched_avg's period_contrib should be strictly less then 1024, so
679          * we give it 1023 to make sure it is almost a period (1024us), and
680          * will definitely be update (after enqueue).
681          */
682         sa->period_contrib = 1023;
683         sa->load_avg = scale_load_down(se->load.weight);
684         sa->load_sum = sa->load_avg * LOAD_AVG_MAX;
685         sa->util_avg = scale_load_down(SCHED_LOAD_SCALE);
686         sa->util_sum = sa->util_avg * LOAD_AVG_MAX;
687         /* when this task enqueue'ed, it will contribute to its cfs_rq's load_avg */
688 }
689
690 static inline unsigned long cfs_rq_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq);
691 static inline unsigned long cfs_rq_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq);
692 #else
693 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
694 {
695 }
696 #endif
697
698 /*
699  * Update the current task's runtime statistics.
700  */
701 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
702 {
703         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
704         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
705         u64 delta_exec;
706
707         if (unlikely(!curr))
708                 return;
709
710         delta_exec = now - curr->exec_start;
711         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
712                 return;
713
714         curr->exec_start = now;
715
716         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
717                       max(delta_exec, curr->statistics.exec_max));
718
719         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
720         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
721
722         curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
723         update_min_vruntime(cfs_rq);
724
725         if (entity_is_task(curr)) {
726                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
727
728                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
729                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
730                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
731         }
732
733         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
734 }
735
736 static void update_curr_fair(struct rq *rq)
737 {
738         update_curr(cfs_rq_of(&rq->curr->se));
739 }
740
741 static inline void
742 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
743 {
744         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
745 }
746
747 /*
748  * Task is being enqueued - update stats:
749  */
750 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
751 {
752         /*
753          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
754          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
755          */
756         if (se != cfs_rq->curr)
757                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
758 }
759
760 static void
761 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
762 {
763         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
764                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start));
765         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
766         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
767                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
768 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
769         if (entity_is_task(se)) {
770                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
771                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
772         }
773 #endif
774         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
775 }
776
777 static inline void
778 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
779 {
780         /*
781          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
782          * waiting task:
783          */
784         if (se != cfs_rq->curr)
785                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
786 }
787
788 /*
789  * We are picking a new current task - update its stats:
790  */
791 static inline void
792 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
793 {
794         /*
795          * We are starting a new run period:
796          */
797         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
798 }
799
800 /**************************************************
801  * Scheduling class queueing methods:
802  */
803
804 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
805 /*
806  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
807  * calculated based on the tasks virtual memory size and
808  * numa_balancing_scan_size.
809  */
810 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
811 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
812
813 /* Portion of address space to scan in MB */
814 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
815
816 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
817 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
818
819 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
820 {
821         unsigned long rss = 0;
822         unsigned long nr_scan_pages;
823
824         /*
825          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
826          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
827          * on resident pages
828          */
829         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
830         rss = get_mm_rss(p->mm);
831         if (!rss)
832                 rss = nr_scan_pages;
833
834         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
835         return rss / nr_scan_pages;
836 }
837
838 /* For sanitys sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
839 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
840
841 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
842 {
843         unsigned int scan_size = READ_ONCE(sysctl_numa_balancing_scan_size);
844         unsigned int scan, floor;
845         unsigned int windows = 1;
846
847         if (scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
848                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / scan_size;
849         floor = 1000 / windows;
850
851         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
852         return max_t(unsigned int, floor, scan);
853 }
854
855 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
856 {
857         unsigned int smin = task_scan_min(p);
858         unsigned int smax;
859
860         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
861         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
862         return max(smin, smax);
863 }
864
865 static void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
866 {
867         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != -1);
868         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
869 }
870
871 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
872 {
873         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != -1);
874         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
875 }
876
877 struct numa_group {
878         atomic_t refcount;
879
880         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
881         int nr_tasks;
882         pid_t gid;
883
884         struct rcu_head rcu;
885         nodemask_t active_nodes;
886         unsigned long total_faults;
887         /*
888          * Faults_cpu is used to decide whether memory should move
889          * towards the CPU. As a consequence, these stats are weighted
890          * more by CPU use than by memory faults.
891          */
892         unsigned long *faults_cpu;
893         unsigned long faults[0];
894 };
895
896 /* Shared or private faults. */
897 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES 2
898
899 /* Memory and CPU locality */
900 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS (NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * 2)
901
902 /* Averaged statistics, and temporary buffers. */
903 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS (NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * 2)
904
905 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
906 {
907         return p->numa_group ? p->numa_group->gid : 0;
908 }
909
910 /*
911  * The averaged statistics, shared & private, memory & cpu,
912  * occupy the first half of the array. The second half of the
913  * array is for current counters, which are averaged into the
914  * first set by task_numa_placement.
915  */
916 static inline int task_faults_idx(enum numa_faults_stats s, int nid, int priv)
917 {
918         return NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * (s * nr_node_ids + nid) + priv;
919 }
920
921 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
922 {
923         if (!p->numa_faults)
924                 return 0;
925
926         return p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
927                 p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
928 }
929
930 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
931 {
932         if (!p->numa_group)
933                 return 0;
934
935         return p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
936                 p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
937 }
938
939 static inline unsigned long group_faults_cpu(struct numa_group *group, int nid)
940 {
941         return group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
942                 group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
943 }
944
945 /* Handle placement on systems where not all nodes are directly connected. */
946 static unsigned long score_nearby_nodes(struct task_struct *p, int nid,
947                                         int maxdist, bool task)
948 {
949         unsigned long score = 0;
950         int node;
951
952         /*
953          * All nodes are directly connected, and the same distance
954          * from each other. No need for fancy placement algorithms.
955          */
956         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
957                 return 0;
958
959         /*
960          * This code is called for each node, introducing N^2 complexity,
961          * which should be ok given the number of nodes rarely exceeds 8.
962          */
963         for_each_online_node(node) {
964                 unsigned long faults;
965                 int dist = node_distance(nid, node);
966
967                 /*
968                  * The furthest away nodes in the system are not interesting
969                  * for placement; nid was already counted.
970                  */
971                 if (dist == sched_max_numa_distance || node == nid)
972                         continue;
973
974                 /*
975                  * On systems with a backplane NUMA topology, compare groups
976                  * of nodes, and move tasks towards the group with the most
977                  * memory accesses. When comparing two nodes at distance
978                  * "hoplimit", only nodes closer by than "hoplimit" are part
979                  * of each group. Skip other nodes.
980                  */
981                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
982                                         dist > maxdist)
983                         continue;
984
985                 /* Add up the faults from nearby nodes. */
986                 if (task)
987                         faults = task_faults(p, node);
988                 else
989                         faults = group_faults(p, node);
990
991                 /*
992                  * On systems with a glueless mesh NUMA topology, there are
993                  * no fixed "groups of nodes". Instead, nodes that are not
994                  * directly connected bounce traffic through intermediate
995                  * nodes; a numa_group can occupy any set of nodes.
996                  * The further away a node is, the less the faults count.
997                  * This seems to result in good task placement.
998                  */
999                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1000                         faults *= (sched_max_numa_distance - dist);
1001                         faults /= (sched_max_numa_distance - LOCAL_DISTANCE);
1002                 }
1003
1004                 score += faults;
1005         }
1006
1007         return score;
1008 }
1009
1010 /*
1011  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
1012  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
1013  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
1014  * evenly spread out between numa nodes.
1015  */
1016 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid,
1017                                         int dist)
1018 {
1019         unsigned long faults, total_faults;
1020
1021         if (!p->numa_faults)
1022                 return 0;
1023
1024         total_faults = p->total_numa_faults;
1025
1026         if (!total_faults)
1027                 return 0;
1028
1029         faults = task_faults(p, nid);
1030         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, true);
1031
1032         return 1000 * faults / total_faults;
1033 }
1034
1035 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid,
1036                                          int dist)
1037 {
1038         unsigned long faults, total_faults;
1039
1040         if (!p->numa_group)
1041                 return 0;
1042
1043         total_faults = p->numa_group->total_faults;
1044
1045         if (!total_faults)
1046                 return 0;
1047
1048         faults = group_faults(p, nid);
1049         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, false);
1050
1051         return 1000 * faults / total_faults;
1052 }
1053
1054 bool should_numa_migrate_memory(struct task_struct *p, struct page * page,
1055                                 int src_nid, int dst_cpu)
1056 {
1057         struct numa_group *ng = p->numa_group;
1058         int dst_nid = cpu_to_node(dst_cpu);
1059         int last_cpupid, this_cpupid;
1060
1061         this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(dst_cpu, current->pid);
1062
1063         /*
1064          * Multi-stage node selection is used in conjunction with a periodic
1065          * migration fault to build a temporal task<->page relation. By using
1066          * a two-stage filter we remove short/unlikely relations.
1067          *
1068          * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist probability, we can equate
1069          * a task's usage of a particular page (n_p) per total usage of this
1070          * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
1071          *
1072          * Our periodic faults will sample this probability and getting the
1073          * same result twice in a row, given these samples are fully
1074          * independent, is then given by P(n)^2, provided our sample period
1075          * is sufficiently short compared to the usage pattern.
1076          *
1077          * This quadric squishes small probabilities, making it less likely we
1078          * act on an unlikely task<->page relation.
1079          */
1080         last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
1081         if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) &&
1082                                 cpupid_to_nid(last_cpupid) != dst_nid)
1083                 return false;
1084
1085         /* Always allow migrate on private faults */
1086         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
1087                 return true;
1088
1089         /* A shared fault, but p->numa_group has not been set up yet. */
1090         if (!ng)
1091                 return true;
1092
1093         /*
1094          * Do not migrate if the destination is not a node that
1095          * is actively used by this numa group.
1096          */
1097         if (!node_isset(dst_nid, ng->active_nodes))
1098                 return false;
1099
1100         /*
1101          * Source is a node that is not actively used by this
1102          * numa group, while the destination is. Migrate.
1103          */
1104         if (!node_isset(src_nid, ng->active_nodes))
1105                 return true;
1106
1107         /*
1108          * Both source and destination are nodes in active
1109          * use by this numa group. Maximize memory bandwidth
1110          * by migrating from more heavily used groups, to less
1111          * heavily used ones, spreading the load around.
1112          * Use a 1/4 hysteresis to avoid spurious page movement.
1113          */
1114         return group_faults(p, dst_nid) < (group_faults(p, src_nid) * 3 / 4);
1115 }
1116
1117 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu);
1118 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
1119 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
1120 static unsigned long capacity_of(int cpu);
1121 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg);
1122
1123 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
1124 struct numa_stats {
1125         unsigned long nr_running;
1126         unsigned long load;
1127
1128         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
1129         unsigned long compute_capacity;
1130
1131         /* Approximate capacity in terms of runnable tasks on a node */
1132         unsigned long task_capacity;
1133         int has_free_capacity;
1134 };
1135
1136 /*
1137  * XXX borrowed from update_sg_lb_stats
1138  */
1139 static void update_numa_stats(struct numa_stats *ns, int nid)
1140 {
1141         int smt, cpu, cpus = 0;
1142         unsigned long capacity;
1143
1144         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1145         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1146                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1147
1148                 ns->nr_running += rq->nr_running;
1149                 ns->load += weighted_cpuload(cpu);
1150                 ns->compute_capacity += capacity_of(cpu);
1151
1152                 cpus++;
1153         }
1154
1155         /*
1156          * If we raced with hotplug and there are no CPUs left in our mask
1157          * the @ns structure is NULL'ed and task_numa_compare() will
1158          * not find this node attractive.
1159          *
1160          * We'll either bail at !has_free_capacity, or we'll detect a huge
1161          * imbalance and bail there.
1162          */
1163         if (!cpus)
1164                 return;
1165
1166         /* smt := ceil(cpus / capacity), assumes: 1 < smt_power < 2 */
1167         smt = DIV_ROUND_UP(SCHED_CAPACITY_SCALE * cpus, ns->compute_capacity);
1168         capacity = cpus / smt; /* cores */
1169
1170         ns->task_capacity = min_t(unsigned, capacity,
1171                 DIV_ROUND_CLOSEST(ns->compute_capacity, SCHED_CAPACITY_SCALE));
1172         ns->has_free_capacity = (ns->nr_running < ns->task_capacity);
1173 }
1174
1175 struct task_numa_env {
1176         struct task_struct *p;
1177
1178         int src_cpu, src_nid;
1179         int dst_cpu, dst_nid;
1180
1181         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1182
1183         int imbalance_pct;
1184         int dist;
1185
1186         struct task_struct *best_task;
1187         long best_imp;
1188         int best_cpu;
1189 };
1190
1191 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1192                              struct task_struct *p, long imp)
1193 {
1194         if (env->best_task)
1195                 put_task_struct(env->best_task);
1196         if (p)
1197                 get_task_struct(p);
1198
1199         env->best_task = p;
1200         env->best_imp = imp;
1201         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1202 }
1203
1204 static bool load_too_imbalanced(long src_load, long dst_load,
1205                                 struct task_numa_env *env)
1206 {
1207         long imb, old_imb;
1208         long orig_src_load, orig_dst_load;
1209         long src_capacity, dst_capacity;
1210
1211         /*
1212          * The load is corrected for the CPU capacity available on each node.
1213          *
1214          * src_load        dst_load
1215          * ------------ vs ---------
1216          * src_capacity    dst_capacity
1217          */
1218         src_capacity = env->src_stats.compute_capacity;
1219         dst_capacity = env->dst_stats.compute_capacity;
1220
1221         /* We care about the slope of the imbalance, not the direction. */
1222         if (dst_load < src_load)
1223                 swap(dst_load, src_load);
1224
1225         /* Is the difference below the threshold? */
1226         imb = dst_load * src_capacity * 100 -
1227               src_load * dst_capacity * env->imbalance_pct;
1228         if (imb <= 0)
1229                 return false;
1230
1231         /*
1232          * The imbalance is above the allowed threshold.
1233          * Compare it with the old imbalance.
1234          */
1235         orig_src_load = env->src_stats.load;
1236         orig_dst_load = env->dst_stats.load;
1237
1238         if (orig_dst_load < orig_src_load)
1239                 swap(orig_dst_load, orig_src_load);
1240
1241         old_imb = orig_dst_load * src_capacity * 100 -
1242                   orig_src_load * dst_capacity * env->imbalance_pct;
1243
1244         /* Would this change make things worse? */
1245         return (imb > old_imb);
1246 }
1247
1248 /*
1249  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1250  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1251  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1252  * be exchanged with the source task
1253  */
1254 static void task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1255                               long taskimp, long groupimp)
1256 {
1257         struct rq *src_rq = cpu_rq(env->src_cpu);
1258         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1259         struct task_struct *cur;
1260         long src_load, dst_load;
1261         long load;
1262         long imp = env->p->numa_group ? groupimp : taskimp;
1263         long moveimp = imp;
1264         int dist = env->dist;
1265
1266         rcu_read_lock();
1267
1268         raw_spin_lock_irq(&dst_rq->lock);
1269         cur = dst_rq->curr;
1270         /*
1271          * No need to move the exiting task, and this ensures that ->curr
1272          * wasn't reaped and thus get_task_struct() in task_numa_assign()
1273          * is safe under RCU read lock.
1274          * Note that rcu_read_lock() itself can't protect from the final
1275          * put_task_struct() after the last schedule().
1276          */
1277         if ((cur->flags & PF_EXITING) || is_idle_task(cur))
1278                 cur = NULL;
1279         raw_spin_unlock_irq(&dst_rq->lock);
1280
1281         /*
1282          * Because we have preemption enabled we can get migrated around and
1283          * end try selecting ourselves (current == env->p) as a swap candidate.
1284          */
1285         if (cur == env->p)
1286                 goto unlock;
1287
1288         /*
1289          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1290          * source and destination node. Calculate the total differential for
1291          * the source task and potential destination task. The more negative
1292          * the value is, the more rmeote accesses that would be expected to
1293          * be incurred if the tasks were swapped.
1294          */
1295         if (cur) {
1296                 /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu */
1297                 if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, tsk_cpus_allowed(cur)))
1298                         goto unlock;
1299
1300                 /*
1301                  * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1302                  * in any group then look only at task weights.
1303                  */
1304                 if (cur->numa_group == env->p->numa_group) {
1305                         imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1306                               task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1307                         /*
1308                          * Add some hysteresis to prevent swapping the
1309                          * tasks within a group over tiny differences.
1310                          */
1311                         if (cur->numa_group)
1312                                 imp -= imp/16;
1313                 } else {
1314                         /*
1315                          * Compare the group weights. If a task is all by
1316                          * itself (not part of a group), use the task weight
1317                          * instead.
1318                          */
1319                         if (cur->numa_group)
1320                                 imp += group_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1321                                        group_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1322                         else
1323                                 imp += task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1324                                        task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1325                 }
1326         }
1327
1328         if (imp <= env->best_imp && moveimp <= env->best_imp)
1329                 goto unlock;
1330
1331         if (!cur) {
1332                 /* Is there capacity at our destination? */
1333                 if (env->src_stats.nr_running <= env->src_stats.task_capacity &&
1334                     !env->dst_stats.has_free_capacity)
1335                         goto unlock;
1336
1337                 goto balance;
1338         }
1339
1340         /* Balance doesn't matter much if we're running a task per cpu */
1341         if (imp > env->best_imp && src_rq->nr_running == 1 &&
1342                         dst_rq->nr_running == 1)
1343                 goto assign;
1344
1345         /*
1346          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1347          */
1348 balance:
1349         load = task_h_load(env->p);
1350         dst_load = env->dst_stats.load + load;
1351         src_load = env->src_stats.load - load;
1352
1353         if (moveimp > imp && moveimp > env->best_imp) {
1354                 /*
1355                  * If the improvement from just moving env->p direction is
1356                  * better than swapping tasks around, check if a move is
1357                  * possible. Store a slightly smaller score than moveimp,
1358                  * so an actually idle CPU will win.
1359                  */
1360                 if (!load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env)) {
1361                         imp = moveimp - 1;
1362                         cur = NULL;
1363                         goto assign;
1364                 }
1365         }
1366
1367         if (imp <= env->best_imp)
1368                 goto unlock;
1369
1370         if (cur) {
1371                 load = task_h_load(cur);
1372                 dst_load -= load;
1373                 src_load += load;
1374         }
1375
1376         if (load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env))
1377                 goto unlock;
1378
1379         /*
1380          * One idle CPU per node is evaluated for a task numa move.
1381          * Call select_idle_sibling to maybe find a better one.
1382          */
1383         if (!cur)
1384                 env->dst_cpu = select_idle_sibling(env->p, env->dst_cpu);
1385
1386 assign:
1387         task_numa_assign(env, cur, imp);
1388 unlock:
1389         rcu_read_unlock();
1390 }
1391
1392 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1393                                 long taskimp, long groupimp)
1394 {
1395         int cpu;
1396
1397         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1398                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1399                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(env->p)))
1400                         continue;
1401
1402                 env->dst_cpu = cpu;
1403                 task_numa_compare(env, taskimp, groupimp);
1404         }
1405 }
1406
1407 /* Only move tasks to a NUMA node less busy than the current node. */
1408 static bool numa_has_capacity(struct task_numa_env *env)
1409 {
1410         struct numa_stats *src = &env->src_stats;
1411         struct numa_stats *dst = &env->dst_stats;
1412
1413         if (src->has_free_capacity && !dst->has_free_capacity)
1414                 return false;
1415
1416         /*
1417          * Only consider a task move if the source has a higher load
1418          * than the destination, corrected for CPU capacity on each node.
1419          *
1420          *      src->load                dst->load
1421          * --------------------- vs ---------------------
1422          * src->compute_capacity    dst->compute_capacity
1423          */
1424         if (src->load * dst->compute_capacity * env->imbalance_pct >
1425
1426             dst->load * src->compute_capacity * 100)
1427                 return true;
1428
1429         return false;
1430 }
1431
1432 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1433 {
1434         struct task_numa_env env = {
1435                 .p = p,
1436
1437                 .src_cpu = task_cpu(p),
1438                 .src_nid = task_node(p),
1439
1440                 .imbalance_pct = 112,
1441
1442                 .best_task = NULL,
1443                 .best_imp = 0,
1444                 .best_cpu = -1
1445         };
1446         struct sched_domain *sd;
1447         unsigned long taskweight, groupweight;
1448         int nid, ret, dist;
1449         long taskimp, groupimp;
1450
1451         /*
1452          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1453          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1454          *
1455          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1456          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1457          * to satisfy here.
1458          */
1459         rcu_read_lock();
1460         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1461         if (sd)
1462                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1463         rcu_read_unlock();
1464
1465         /*
1466          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
1467          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
1468          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
1469          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
1470          */
1471         if (unlikely(!sd)) {
1472                 p->numa_preferred_nid = task_node(p);
1473                 return -EINVAL;
1474         }
1475
1476         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
1477         dist = env.dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1478         taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1479         groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1480         update_numa_stats(&env.src_stats, env.src_nid);
1481         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid, dist) - taskweight;
1482         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid, dist) - groupweight;
1483         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1484
1485         /* Try to find a spot on the preferred nid. */
1486         if (numa_has_capacity(&env))
1487                 task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1488
1489         /*
1490          * Look at other nodes in these cases:
1491          * - there is no space available on the preferred_nid
1492          * - the task is part of a numa_group that is interleaved across
1493          *   multiple NUMA nodes; in order to better consolidate the group,
1494          *   we need to check other locations.
1495          */
1496         if (env.best_cpu == -1 || (p->numa_group &&
1497                         nodes_weight(p->numa_group->active_nodes) > 1)) {
1498                 for_each_online_node(nid) {
1499                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
1500                                 continue;
1501
1502                         dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1503                         if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1504                                                 dist != env.dist) {
1505                                 taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1506                                 groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1507                         }
1508
1509                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
1510                         taskimp = task_weight(p, nid, dist) - taskweight;
1511                         groupimp = group_weight(p, nid, dist) - groupweight;
1512                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
1513                                 continue;
1514
1515                         env.dist = dist;
1516                         env.dst_nid = nid;
1517                         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1518                         if (numa_has_capacity(&env))
1519                                 task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1520                 }
1521         }
1522
1523         /*
1524          * If the task is part of a workload that spans multiple NUMA nodes,
1525          * and is migrating into one of the workload's active nodes, remember
1526          * this node as the task's preferred numa node, so the workload can
1527          * settle down.
1528          * A task that migrated to a second choice node will be better off
1529          * trying for a better one later. Do not set the preferred node here.
1530          */
1531         if (p->numa_group) {
1532                 if (env.best_cpu == -1)
1533                         nid = env.src_nid;
1534                 else
1535                         nid = env.dst_nid;
1536
1537                 if (node_isset(nid, p->numa_group->active_nodes))
1538                         sched_setnuma(p, env.dst_nid);
1539         }
1540
1541         /* No better CPU than the current one was found. */
1542         if (env.best_cpu == -1)
1543                 return -EAGAIN;
1544
1545         /*
1546          * Reset the scan period if the task is being rescheduled on an
1547          * alternative node to recheck if the tasks is now properly placed.
1548          */
1549         p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1550
1551         if (env.best_task == NULL) {
1552                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
1553                 if (ret != 0)
1554                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_cpu);
1555                 return ret;
1556         }
1557
1558         ret = migrate_swap(p, env.best_task);
1559         if (ret != 0)
1560                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, task_cpu(env.best_task));
1561         put_task_struct(env.best_task);
1562         return ret;
1563 }
1564
1565 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
1566 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
1567 {
1568         unsigned long interval = HZ;
1569
1570         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
1571         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == -1 || !p->numa_faults))
1572                 return;
1573
1574         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
1575         interval = min(interval, msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period) / 16);
1576         p->numa_migrate_retry = jiffies + interval;
1577
1578         /* Success if task is already running on preferred CPU */
1579         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
1580                 return;
1581
1582         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
1583         task_numa_migrate(p);
1584 }
1585
1586 /*
1587  * Find the nodes on which the workload is actively running. We do this by
1588  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
1589  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
1590  * located.
1591  *
1592  * The bitmask is used to make smarter decisions on when to do NUMA page
1593  * migrations, To prevent flip-flopping, and excessive page migrations, nodes
1594  * are added when they cause over 6/16 of the maximum number of faults, but
1595  * only removed when they drop below 3/16.
1596  */
1597 static void update_numa_active_node_mask(struct numa_group *numa_group)
1598 {
1599         unsigned long faults, max_faults = 0;
1600         int nid;
1601
1602         for_each_online_node(nid) {
1603                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1604                 if (faults > max_faults)
1605                         max_faults = faults;
1606         }
1607
1608         for_each_online_node(nid) {
1609                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1610                 if (!node_isset(nid, numa_group->active_nodes)) {
1611                         if (faults > max_faults * 6 / 16)
1612                                 node_set(nid, numa_group->active_nodes);
1613                 } else if (faults < max_faults * 3 / 16)
1614                         node_clear(nid, numa_group->active_nodes);
1615         }
1616 }
1617
1618 /*
1619  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
1620  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
1621  * period will be for the next scan window. If local/(local+remote) ratio is
1622  * below NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS)
1623  * the scan period will decrease. Aim for 70% local accesses.
1624  */
1625 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
1626 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 7
1627
1628 /*
1629  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
1630  * our memory is already on our local node, or if the majority of
1631  * the page accesses are shared with other processes.
1632  * Otherwise, decrease the scan period.
1633  */
1634 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
1635                         unsigned long shared, unsigned long private)
1636 {
1637         unsigned int period_slot;
1638         int ratio;
1639         int diff;
1640
1641         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
1642         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
1643
1644         /*
1645          * If there were no record hinting faults then either the task is
1646          * completely idle or all activity is areas that are not of interest
1647          * to automatic numa balancing. Related to that, if there were failed
1648          * migration then it implies we are migrating too quickly or the local
1649          * node is overloaded. In either case, scan slower
1650          */
1651         if (local + shared == 0 || p->numa_faults_locality[2]) {
1652                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1653                         p->numa_scan_period << 1);
1654
1655                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
1656                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1657
1658                 return;
1659         }
1660
1661         /*
1662          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
1663          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
1664          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
1665          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
1666          */
1667         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
1668         ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
1669         if (ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
1670                 int slot = ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
1671                 if (!slot)
1672                         slot = 1;
1673                 diff = slot * period_slot;
1674         } else {
1675                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
1676
1677                 /*
1678                  * Scale scan rate increases based on sharing. There is an
1679                  * inverse relationship between the degree of sharing and
1680                  * the adjustment made to the scanning period. Broadly
1681                  * speaking the intent is that there is little point
1682                  * scanning faster if shared accesses dominate as it may
1683                  * simply bounce migrations uselessly
1684                  */
1685                 ratio = DIV_ROUND_UP(private * NUMA_PERIOD_SLOTS, (private + shared + 1));
1686                 diff = (diff * ratio) / NUMA_PERIOD_SLOTS;
1687         }
1688
1689         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
1690                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
1691         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
1692 }
1693
1694 /*
1695  * Get the fraction of time the task has been running since the last
1696  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
1697  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
1698  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
1699  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
1700  */
1701 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
1702 {
1703         u64 runtime, delta, now;
1704         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
1705         now = p->se.exec_start;
1706         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1707
1708         if (p->last_task_numa_placement) {
1709                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
1710                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
1711         } else {
1712                 delta = p->se.avg.load_sum / p->se.load.weight;
1713                 *period = LOAD_AVG_MAX;
1714         }
1715
1716         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
1717         p->last_task_numa_placement = now;
1718
1719         return delta;
1720 }
1721
1722 /*
1723  * Determine the preferred nid for a task in a numa_group. This needs to
1724  * be done in a way that produces consistent results with group_weight,
1725  * otherwise workloads might not converge.
1726  */
1727 static int preferred_group_nid(struct task_struct *p, int nid)
1728 {
1729         nodemask_t nodes;
1730         int dist;
1731
1732         /* Direct connections between all NUMA nodes. */
1733         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
1734                 return nid;
1735
1736         /*
1737          * On a system with glueless mesh NUMA topology, group_weight
1738          * scores nodes according to the number of NUMA hinting faults on
1739          * both the node itself, and on nearby nodes.
1740          */
1741         if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1742                 unsigned long score, max_score = 0;
1743                 int node, max_node = nid;
1744
1745                 dist = sched_max_numa_distance;
1746
1747                 for_each_online_node(node) {
1748                         score = group_weight(p, node, dist);
1749                         if (score > max_score) {
1750                                 max_score = score;
1751                                 max_node = node;
1752                         }
1753                 }
1754                 return max_node;
1755         }
1756
1757         /*
1758          * Finding the preferred nid in a system with NUMA backplane
1759          * interconnect topology is more involved. The goal is to locate
1760          * tasks from numa_groups near each other in the system, and
1761          * untangle workloads from different sides of the system. This requires
1762          * searching down the hierarchy of node groups, recursively searching
1763          * inside the highest scoring group of nodes. The nodemask tricks
1764          * keep the complexity of the search down.
1765          */
1766         nodes = node_online_map;
1767         for (dist = sched_max_numa_distance; dist > LOCAL_DISTANCE; dist--) {
1768                 unsigned long max_faults = 0;
1769                 nodemask_t max_group = NODE_MASK_NONE;
1770                 int a, b;
1771
1772                 /* Are there nodes at this distance from each other? */
1773                 if (!find_numa_distance(dist))
1774                         continue;
1775
1776                 for_each_node_mask(a, nodes) {
1777                         unsigned long faults = 0;
1778                         nodemask_t this_group;
1779                         nodes_clear(this_group);
1780
1781                         /* Sum group's NUMA faults; includes a==b case. */
1782                         for_each_node_mask(b, nodes) {
1783                                 if (node_distance(a, b) < dist) {
1784                                         faults += group_faults(p, b);
1785                                         node_set(b, this_group);
1786                                         node_clear(b, nodes);
1787                                 }
1788                         }
1789
1790                         /* Remember the top group. */
1791                         if (faults > max_faults) {
1792                                 max_faults = faults;
1793                                 max_group = this_group;
1794                                 /*
1795                                  * subtle: at the smallest distance there is
1796                                  * just one node left in each "group", the
1797                                  * winner is the preferred nid.
1798                                  */
1799                                 nid = a;
1800                         }
1801                 }
1802                 /* Next round, evaluate the nodes within max_group. */
1803                 if (!max_faults)
1804                         break;
1805                 nodes = max_group;
1806         }
1807         return nid;
1808 }
1809
1810 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
1811 {
1812         int seq, nid, max_nid = -1, max_group_nid = -1;
1813         unsigned long max_faults = 0, max_group_faults = 0;
1814         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
1815         unsigned long total_faults;
1816         u64 runtime, period;
1817         spinlock_t *group_lock = NULL;
1818
1819         /*
1820          * The p->mm->numa_scan_seq field gets updated without
1821          * exclusive access. Use READ_ONCE() here to ensure
1822          * that the field is read in a single access:
1823          */
1824         seq = READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
1825         if (p->numa_scan_seq == seq)
1826                 return;
1827         p->numa_scan_seq = seq;
1828         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1829
1830         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
1831                        p->numa_faults_locality[1];
1832         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
1833
1834         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
1835         if (p->numa_group) {
1836                 group_lock = &p->numa_group->lock;
1837                 spin_lock_irq(group_lock);
1838         }
1839
1840         /* Find the node with the highest number of faults */
1841         for_each_online_node(nid) {
1842                 /* Keep track of the offsets in numa_faults array */
1843                 int mem_idx, membuf_idx, cpu_idx, cpubuf_idx;
1844                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
1845                 int priv;
1846
1847                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
1848                         long diff, f_diff, f_weight;
1849
1850                         mem_idx = task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, priv);
1851                         membuf_idx = task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, nid, priv);
1852                         cpu_idx = task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, priv);
1853                         cpubuf_idx = task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, nid, priv);
1854
1855                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
1856                         diff = p->numa_faults[membuf_idx] - p->numa_faults[mem_idx] / 2;
1857                         fault_types[priv] += p->numa_faults[membuf_idx];
1858                         p->numa_faults[membuf_idx] = 0;
1859
1860                         /*
1861                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
1862                          * count according to CPU use, instead of by the raw
1863                          * number of faults. Tasks with little runtime have
1864                          * little over-all impact on throughput, and thus their
1865                          * faults are less important.
1866                          */
1867                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
1868                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults[cpubuf_idx]) /
1869                                    (total_faults + 1);
1870                         f_diff = f_weight - p->numa_faults[cpu_idx] / 2;
1871                         p->numa_faults[cpubuf_idx] = 0;
1872
1873                         p->numa_faults[mem_idx] += diff;
1874                         p->numa_faults[cpu_idx] += f_diff;
1875                         faults += p->numa_faults[mem_idx];
1876                         p->total_numa_faults += diff;
1877                         if (p->numa_group) {
1878                                 /*
1879                                  * safe because we can only change our own group
1880                                  *
1881                                  * mem_idx represents the offset for a given
1882                                  * nid and priv in a specific region because it
1883                                  * is at the beginning of the numa_faults array.
1884                                  */
1885                                 p->numa_group->faults[mem_idx] += diff;
1886                                 p->numa_group->faults_cpu[mem_idx] += f_diff;
1887                                 p->numa_group->total_faults += diff;
1888                                 group_faults += p->numa_group->faults[mem_idx];
1889                         }
1890                 }
1891
1892                 if (faults > max_faults) {
1893                         max_faults = faults;
1894                         max_nid = nid;
1895                 }
1896
1897                 if (group_faults > max_group_faults) {
1898                         max_group_faults = group_faults;
1899                         max_group_nid = nid;
1900                 }
1901         }
1902
1903         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
1904
1905         if (p->numa_group) {
1906                 update_numa_active_node_mask(p->numa_group);
1907                 spin_unlock_irq(group_lock);
1908                 max_nid = preferred_group_nid(p, max_group_nid);
1909         }
1910
1911         if (max_faults) {
1912                 /* Set the new preferred node */
1913                 if (max_nid != p->numa_preferred_nid)
1914                         sched_setnuma(p, max_nid);
1915
1916                 if (task_node(p) != p->numa_preferred_nid)
1917                         numa_migrate_preferred(p);
1918         }
1919 }
1920
1921 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
1922 {
1923         return atomic_inc_not_zero(&grp->refcount);
1924 }
1925
1926 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
1927 {
1928         if (atomic_dec_and_test(&grp->refcount))
1929                 kfree_rcu(grp, rcu);
1930 }
1931
1932 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
1933                         int *priv)
1934 {
1935         struct numa_group *grp, *my_grp;
1936         struct task_struct *tsk;
1937         bool join = false;
1938         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
1939         int i;
1940
1941         if (unlikely(!p->numa_group)) {
1942                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
1943                                     4*nr_node_ids*sizeof(unsigned long);
1944
1945                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
1946                 if (!grp)
1947                         return;
1948
1949                 atomic_set(&grp->refcount, 1);
1950                 spin_lock_init(&grp->lock);
1951                 grp->gid = p->pid;
1952                 /* Second half of the array tracks nids where faults happen */
1953                 grp->faults_cpu = grp->faults + NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES *
1954                                                 nr_node_ids;
1955
1956                 node_set(task_node(current), grp->active_nodes);
1957
1958                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
1959                         grp->faults[i] = p->numa_faults[i];
1960
1961                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
1962
1963                 grp->nr_tasks++;
1964                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1965         }
1966
1967         rcu_read_lock();
1968         tsk = READ_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
1969
1970         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
1971                 goto no_join;
1972
1973         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
1974         if (!grp)
1975                 goto no_join;
1976
1977         my_grp = p->numa_group;
1978         if (grp == my_grp)
1979                 goto no_join;
1980
1981         /*
1982          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
1983          * the other task will join us.
1984          */
1985         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
1986                 goto no_join;
1987
1988         /*
1989          * Tie-break on the grp address.
1990          */
1991         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
1992                 goto no_join;
1993
1994         /* Always join threads in the same process. */
1995         if (tsk->mm == current->mm)
1996                 join = true;
1997
1998         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
1999         if (flags & TNF_SHARED)
2000                 join = true;
2001
2002         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
2003         *priv = !join;
2004
2005         if (join && !get_numa_group(grp))
2006                 goto no_join;
2007
2008         rcu_read_unlock();
2009
2010         if (!join)
2011                 return;
2012
2013         BUG_ON(irqs_disabled());
2014         double_lock_irq(&my_grp->lock, &grp->lock);
2015
2016         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
2017                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2018                 grp->faults[i] += p->numa_faults[i];
2019         }
2020         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2021         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
2022
2023         my_grp->nr_tasks--;
2024         grp->nr_tasks++;
2025
2026         spin_unlock(&my_grp->lock);
2027         spin_unlock_irq(&grp->lock);
2028
2029         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2030
2031         put_numa_group(my_grp);
2032         return;
2033
2034 no_join:
2035         rcu_read_unlock();
2036         return;
2037 }
2038
2039 void task_numa_free(struct task_struct *p)
2040 {
2041         struct numa_group *grp = p->numa_group;
2042         void *numa_faults = p->numa_faults;
2043         unsigned long flags;
2044         int i;
2045
2046         if (grp) {
2047                 spin_lock_irqsave(&grp->lock, flags);
2048                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2049                         grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2050                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2051
2052                 grp->nr_tasks--;
2053                 spin_unlock_irqrestore(&grp->lock, flags);
2054                 RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2055                 put_numa_group(grp);
2056         }
2057
2058         p->numa_faults = NULL;
2059         kfree(numa_faults);
2060 }
2061
2062 /*
2063  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
2064  */
2065 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
2066 {
2067         struct task_struct *p = current;
2068         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
2069         int cpu_node = task_node(current);
2070         int local = !!(flags & TNF_FAULT_LOCAL);
2071         int priv;
2072
2073         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2074                 return;
2075
2076         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
2077         if (!p->mm)
2078                 return;
2079
2080         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
2081         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
2082                 int size = sizeof(*p->numa_faults) *
2083                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
2084
2085                 p->numa_faults = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
2086                 if (!p->numa_faults)
2087                         return;
2088
2089                 p->total_numa_faults = 0;
2090                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2091         }
2092
2093         /*
2094          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
2095          * to be private if the accessing pid has not changed
2096          */
2097         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
2098                 priv = 1;
2099         } else {
2100                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
2101                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
2102                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
2103         }
2104
2105         /*
2106          * If a workload spans multiple NUMA nodes, a shared fault that
2107          * occurs wholly within the set of nodes that the workload is
2108          * actively using should be counted as local. This allows the
2109          * scan rate to slow down when a workload has settled down.
2110          */
2111         if (!priv && !local && p->numa_group &&
2112                         node_isset(cpu_node, p->numa_group->active_nodes) &&
2113                         node_isset(mem_node, p->numa_group->active_nodes))
2114                 local = 1;
2115
2116         task_numa_placement(p);
2117
2118         /*
2119          * Retry task to preferred node migration periodically, in case it
2120          * case it previously failed, or the scheduler moved us.
2121          */
2122         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry))
2123                 numa_migrate_preferred(p);
2124
2125         if (migrated)
2126                 p->numa_pages_migrated += pages;
2127         if (flags & TNF_MIGRATE_FAIL)
2128                 p->numa_faults_locality[2] += pages;
2129
2130         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, mem_node, priv)] += pages;
2131         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, cpu_node, priv)] += pages;
2132         p->numa_faults_locality[local] += pages;
2133 }
2134
2135 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
2136 {
2137         /*
2138          * We only did a read acquisition of the mmap sem, so
2139          * p->mm->numa_scan_seq is written to without exclusive access
2140          * and the update is not guaranteed to be atomic. That's not
2141          * much of an issue though, since this is just used for
2142          * statistical sampling. Use READ_ONCE/WRITE_ONCE, which are not
2143          * expensive, to avoid any form of compiler optimizations:
2144          */
2145         WRITE_ONCE(p->mm->numa_scan_seq, READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq) + 1);
2146         p->mm->numa_scan_offset = 0;
2147 }
2148
2149 /*
2150  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
2151  * Triggered from task_tick_numa().
2152  */
2153 void task_numa_work(struct callback_head *work)
2154 {
2155         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
2156         struct task_struct *p = current;
2157         struct mm_struct *mm = p->mm;
2158         struct vm_area_struct *vma;
2159         unsigned long start, end;
2160         unsigned long nr_pte_updates = 0;
2161         long pages, virtpages;
2162
2163         WARN_ON_ONCE(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
2164
2165         work->next = work; /* protect against double add */
2166         /*
2167          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
2168          *
2169          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
2170          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
2171          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
2172          * work.
2173          */
2174         if (p->flags & PF_EXITING)
2175                 return;
2176
2177         if (!mm->numa_next_scan) {
2178                 mm->numa_next_scan = now +
2179                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2180         }
2181
2182         /*
2183          * Enforce maximal scan/migration frequency..
2184          */
2185         migrate = mm->numa_next_scan;
2186         if (time_before(now, migrate))
2187                 return;
2188
2189         if (p->numa_scan_period == 0) {
2190                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2191                 p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
2192         }
2193
2194         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2195         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
2196                 return;
2197
2198         /*
2199          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
2200          * the next time around.
2201          */
2202         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
2203
2204         start = mm->numa_scan_offset;
2205         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
2206         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
2207         virtpages = pages * 8;     /* Scan up to this much virtual space */
2208         if (!pages)
2209                 return;
2210
2211
2212         down_read(&mm->mmap_sem);
2213         vma = find_vma(mm, start);
2214         if (!vma) {
2215                 reset_ptenuma_scan(p);
2216                 start = 0;
2217                 vma = mm->mmap;
2218         }
2219         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
2220                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(vma) ||
2221                         is_vm_hugetlb_page(vma) || (vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP)) {
2222                         continue;
2223                 }
2224
2225                 /*
2226                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
2227                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
2228                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
2229                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
2230                  */
2231                 if (!vma->vm_mm ||
2232                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
2233                         continue;
2234
2235                 /*
2236                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
2237                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
2238                  */
2239                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
2240                         continue;
2241
2242                 do {
2243                         start = max(start, vma->vm_start);
2244                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
2245                         end = min(end, vma->vm_end);
2246                         nr_pte_updates = change_prot_numa(vma, start, end);
2247
2248                         /*
2249                          * Try to scan sysctl_numa_balancing_size worth of
2250                          * hpages that have at least one present PTE that
2251                          * is not already pte-numa. If the VMA contains
2252                          * areas that are unused or already full of prot_numa
2253                          * PTEs, scan up to virtpages, to skip through those
2254                          * areas faster.
2255                          */
2256                         if (nr_pte_updates)
2257                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2258                         virtpages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2259
2260                         start = end;
2261                         if (pages <= 0 || virtpages <= 0)
2262                                 goto out;
2263
2264                         cond_resched();
2265                 } while (end != vma->vm_end);
2266         }
2267
2268 out:
2269         /*
2270          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
2271          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
2272          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
2273          * scanner to the start so check it now.
2274          */
2275         if (vma)
2276                 mm->numa_scan_offset = start;
2277         else
2278                 reset_ptenuma_scan(p);
2279         up_read(&mm->mmap_sem);
2280 }
2281
2282 /*
2283  * Drive the periodic memory faults..
2284  */
2285 void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2286 {
2287         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
2288         u64 period, now;
2289
2290         /*
2291          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
2292          */
2293         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
2294                 return;
2295
2296         /*
2297          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
2298          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
2299          * task needs to have done some actual work before we bother with
2300          * NUMA placement.
2301          */
2302         now = curr->se.sum_exec_runtime;
2303         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
2304
2305         if (now > curr->node_stamp + period) {
2306                 if (!curr->node_stamp)
2307                         curr->numa_scan_period = task_scan_min(curr);
2308                 curr->node_stamp += period;
2309
2310                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
2311                         init_task_work(work, task_numa_work); /* TODO: move this into sched_fork() */
2312                         task_work_add(curr, work, true);
2313                 }
2314         }
2315 }
2316 #else
2317 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2318 {
2319 }
2320
2321 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2322 {
2323 }
2324
2325 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2326 {
2327 }
2328 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2329
2330 static void
2331 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2332 {
2333         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2334         if (!parent_entity(se))
2335                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2336 #ifdef CONFIG_SMP
2337         if (entity_is_task(se)) {
2338                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2339
2340                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
2341                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
2342         }
2343 #endif
2344         cfs_rq->nr_running++;
2345 }
2346
2347 static void
2348 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2349 {
2350         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2351         if (!parent_entity(se))
2352                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2353         if (entity_is_task(se)) {
2354                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
2355                 list_del_init(&se->group_node);
2356         }
2357         cfs_rq->nr_running--;
2358 }
2359
2360 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2361 # ifdef CONFIG_SMP
2362 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
2363 {
2364         long tg_weight;
2365
2366         /*
2367          * Use this CPU's real-time load instead of the last load contribution
2368          * as the updating of the contribution is delayed, and we will use the
2369          * the real-time load to calc the share. See update_tg_load_avg().
2370          */
2371         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
2372         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
2373         tg_weight += cfs_rq->load.weight;
2374
2375         return tg_weight;
2376 }
2377
2378 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2379 {
2380         long tg_weight, load, shares;
2381
2382         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
2383         load = cfs_rq->load.weight;
2384
2385         shares = (tg->shares * load);
2386         if (tg_weight)
2387                 shares /= tg_weight;
2388
2389         if (shares < MIN_SHARES)
2390                 shares = MIN_SHARES;
2391         if (shares > tg->shares)
2392                 shares = tg->shares;
2393
2394         return shares;
2395 }
2396 # else /* CONFIG_SMP */
2397 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2398 {
2399         return tg->shares;
2400 }
2401 # endif /* CONFIG_SMP */
2402 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
2403                             unsigned long weight)
2404 {
2405         if (se->on_rq) {
2406                 /* commit outstanding execution time */
2407                 if (cfs_rq->curr == se)
2408                         update_curr(cfs_rq);
2409                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2410         }
2411
2412         update_load_set(&se->load, weight);
2413
2414         if (se->on_rq)
2415                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2416 }
2417
2418 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
2419
2420 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2421 {
2422         struct task_group *tg;
2423         struct sched_entity *se;
2424         long shares;
2425
2426         tg = cfs_rq->tg;
2427         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
2428         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
2429                 return;
2430 #ifndef CONFIG_SMP
2431         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
2432                 return;
2433 #endif
2434         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
2435
2436         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
2437 }
2438 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2439 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2440 {
2441 }
2442 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2443
2444 #ifdef CONFIG_SMP
2445 /* Precomputed fixed inverse multiplies for multiplication by y^n */
2446 static const u32 runnable_avg_yN_inv[] = {
2447         0xffffffff, 0xfa83b2da, 0xf5257d14, 0xefe4b99a, 0xeac0c6e6, 0xe5b906e6,
2448         0xe0ccdeeb, 0xdbfbb796, 0xd744fcc9, 0xd2a81d91, 0xce248c14, 0xc9b9bd85,
2449         0xc5672a10, 0xc12c4cc9, 0xbd08a39e, 0xb8fbaf46, 0xb504f333, 0xb123f581,
2450         0xad583ee9, 0xa9a15ab4, 0xa5fed6a9, 0xa2704302, 0x9ef5325f, 0x9b8d39b9,
2451         0x9837f050, 0x94f4efa8, 0x91c3d373, 0x8ea4398a, 0x8b95c1e3, 0x88980e80,
2452         0x85aac367, 0x82cd8698,
2453 };
2454
2455 /*
2456  * Precomputed \Sum y^k { 1<=k<=n }.  These are floor(true_value) to prevent
2457  * over-estimates when re-combining.
2458  */
2459 static const u32 runnable_avg_yN_sum[] = {
2460             0, 1002, 1982, 2941, 3880, 4798, 5697, 6576, 7437, 8279, 9103,
2461          9909,10698,11470,12226,12966,13690,14398,15091,15769,16433,17082,
2462         17718,18340,18949,19545,20128,20698,21256,21802,22336,22859,23371,
2463 };
2464
2465 /*
2466  * Approximate:
2467  *   val * y^n,    where y^32 ~= 0.5 (~1 scheduling period)
2468  */
2469 static __always_inline u64 decay_load(u64 val, u64 n)
2470 {
2471         unsigned int local_n;
2472
2473         if (!n)
2474                 return val;
2475         else if (unlikely(n > LOAD_AVG_PERIOD * 63))
2476                 return 0;
2477
2478         /* after bounds checking we can collapse to 32-bit */
2479         local_n = n;
2480
2481         /*
2482          * As y^PERIOD = 1/2, we can combine
2483          *    y^n = 1/2^(n/PERIOD) * y^(n%PERIOD)
2484          * With a look-up table which covers y^n (n<PERIOD)
2485          *
2486          * To achieve constant time decay_load.
2487          */
2488         if (unlikely(local_n >= LOAD_AVG_PERIOD)) {
2489                 val >>= local_n / LOAD_AVG_PERIOD;
2490                 local_n %= LOAD_AVG_PERIOD;
2491         }
2492
2493         val = mul_u64_u32_shr(val, runnable_avg_yN_inv[local_n], 32);
2494         return val;
2495 }
2496
2497 /*
2498  * For updates fully spanning n periods, the contribution to runnable
2499  * average will be: \Sum 1024*y^n
2500  *
2501  * We can compute this reasonably efficiently by combining:
2502  *   y^PERIOD = 1/2 with precomputed \Sum 1024*y^n {for  n <PERIOD}
2503  */
2504 static u32 __compute_runnable_contrib(u64 n)
2505 {
2506         u32 contrib = 0;
2507
2508         if (likely(n <= LOAD_AVG_PERIOD))
2509                 return runnable_avg_yN_sum[n];
2510         else if (unlikely(n >= LOAD_AVG_MAX_N))
2511                 return LOAD_AVG_MAX;
2512
2513         /* Compute \Sum k^n combining precomputed values for k^i, \Sum k^j */
2514         do {
2515                 contrib /= 2; /* y^LOAD_AVG_PERIOD = 1/2 */
2516                 contrib += runnable_avg_yN_sum[LOAD_AVG_PERIOD];
2517
2518                 n -= LOAD_AVG_PERIOD;
2519         } while (n > LOAD_AVG_PERIOD);
2520
2521         contrib = decay_load(contrib, n);
2522         return contrib + runnable_avg_yN_sum[n];
2523 }
2524
2525 #if (SCHED_LOAD_SHIFT - SCHED_LOAD_RESOLUTION) != 10 || SCHED_CAPACITY_SHIFT != 10
2526 #error "load tracking assumes 2^10 as unit"
2527 #endif
2528
2529 #define cap_scale(v, s) ((v)*(s) >> SCHED_CAPACITY_SHIFT)
2530
2531 /*
2532  * We can represent the historical contribution to runnable average as the
2533  * coefficients of a geometric series.  To do this we sub-divide our runnable
2534  * history into segments of approximately 1ms (1024us); label the segment that
2535  * occurred N-ms ago p_N, with p_0 corresponding to the current period, e.g.
2536  *
2537  * [<- 1024us ->|<- 1024us ->|<- 1024us ->| ...
2538  *      p0            p1           p2
2539  *     (now)       (~1ms ago)  (~2ms ago)
2540  *
2541  * Let u_i denote the fraction of p_i that the entity was runnable.
2542  *
2543  * We then designate the fractions u_i as our co-efficients, yielding the
2544  * following representation of historical load:
2545  *   u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + u_3*y^3 + ...
2546  *
2547  * We choose y based on the with of a reasonably scheduling period, fixing:
2548  *   y^32 = 0.5
2549  *
2550  * This means that the contribution to load ~32ms ago (u_32) will be weighted
2551  * approximately half as much as the contribution to load within the last ms
2552  * (u_0).
2553  *
2554  * When a period "rolls over" and we have new u_0`, multiplying the previous
2555  * sum again by y is sufficient to update:
2556  *   load_avg = u_0` + y*(u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... )
2557  *            = u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... [re-labeling u_i --> u_{i+1}]
2558  */
2559 static __always_inline int
2560 __update_load_avg(u64 now, int cpu, struct sched_avg *sa,
2561                   unsigned long weight, int running, struct cfs_rq *cfs_rq)
2562 {
2563         u64 delta, scaled_delta, periods;
2564         u32 contrib;
2565         unsigned int delta_w, scaled_delta_w, decayed = 0;
2566         unsigned long scale_freq, scale_cpu;
2567
2568         delta = now - sa->last_update_time;
2569         /*
2570          * This should only happen when time goes backwards, which it
2571          * unfortunately does during sched clock init when we swap over to TSC.
2572          */
2573         if ((s64)delta < 0) {
2574                 sa->last_update_time = now;
2575                 return 0;
2576         }
2577
2578         /*
2579          * Use 1024ns as the unit of measurement since it's a reasonable
2580          * approximation of 1us and fast to compute.
2581          */
2582         delta >>= 10;
2583         if (!delta)
2584                 return 0;
2585         sa->last_update_time = now;
2586
2587         scale_freq = arch_scale_freq_capacity(NULL, cpu);
2588         scale_cpu = arch_scale_cpu_capacity(NULL, cpu);
2589
2590         /* delta_w is the amount already accumulated against our next period */
2591         delta_w = sa->period_contrib;
2592         if (delta + delta_w >= 1024) {
2593                 decayed = 1;
2594
2595                 /* how much left for next period will start over, we don't know yet */
2596                 sa->period_contrib = 0;
2597
2598                 /*
2599                  * Now that we know we're crossing a period boundary, figure
2600                  * out how much from delta we need to complete the current
2601                  * period and accrue it.
2602                  */
2603                 delta_w = 1024 - delta_w;
2604                 scaled_delta_w = cap_scale(delta_w, scale_freq);
2605                 if (weight) {
2606                         sa->load_sum += weight * scaled_delta_w;
2607                         if (cfs_rq) {
2608                                 cfs_rq->runnable_load_sum +=
2609                                                 weight * scaled_delta_w;
2610                         }
2611                 }
2612                 if (running)
2613                         sa->util_sum += scaled_delta_w * scale_cpu;
2614
2615                 delta -= delta_w;
2616
2617                 /* Figure out how many additional periods this update spans */
2618                 periods = delta / 1024;
2619                 delta %= 1024;
2620
2621                 sa->load_sum = decay_load(sa->load_sum, periods + 1);
2622                 if (cfs_rq) {
2623                         cfs_rq->runnable_load_sum =
2624                                 decay_load(cfs_rq->runnable_load_sum, periods + 1);
2625                 }
2626                 sa->util_sum = decay_load((u64)(sa->util_sum), periods + 1);
2627
2628                 /* Efficiently calculate \sum (1..n_period) 1024*y^i */
2629                 contrib = __compute_runnable_contrib(periods);
2630                 contrib = cap_scale(contrib, scale_freq);
2631                 if (weight) {
2632                         sa->load_sum += weight * contrib;
2633                         if (cfs_rq)
2634                                 cfs_rq->runnable_load_sum += weight * contrib;
2635                 }
2636                 if (running)
2637                         sa->util_sum += contrib * scale_cpu;
2638         }
2639
2640         /* Remainder of delta accrued against u_0` */
2641         scaled_delta = cap_scale(delta, scale_freq);
2642         if (weight) {
2643                 sa->load_sum += weight * scaled_delta;
2644                 if (cfs_rq)
2645                         cfs_rq->runnable_load_sum += weight * scaled_delta;
2646         }
2647         if (running)
2648                 sa->util_sum += scaled_delta * scale_cpu;
2649
2650         sa->period_contrib += delta;
2651
2652         if (decayed) {
2653                 sa->load_avg = div_u64(sa->load_sum, LOAD_AVG_MAX);
2654                 if (cfs_rq) {
2655                         cfs_rq->runnable_load_avg =
2656                                 div_u64(cfs_rq->runnable_load_sum, LOAD_AVG_MAX);
2657                 }
2658                 sa->util_avg = sa->util_sum / LOAD_AVG_MAX;
2659         }
2660
2661         return decayed;
2662 }
2663
2664 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2665 /*
2666  * Updating tg's load_avg is necessary before update_cfs_share (which is done)
2667  * and effective_load (which is not done because it is too costly).
2668  */
2669 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force)
2670 {
2671         long delta = cfs_rq->avg.load_avg - cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
2672
2673         if (force || abs(delta) > cfs_rq->tg_load_avg_contrib / 64) {
2674                 atomic_long_add(delta, &cfs_rq->tg->load_avg);
2675                 cfs_rq->tg_load_avg_contrib = cfs_rq->avg.load_avg;
2676         }
2677 }
2678
2679 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2680 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force) {}
2681 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2682
2683 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
2684
2685 /* Group cfs_rq's load_avg is used for task_h_load and update_cfs_share */
2686 static inline int update_cfs_rq_load_avg(u64 now, struct cfs_rq *cfs_rq)
2687 {
2688         struct sched_avg *sa = &cfs_rq->avg;
2689         int decayed, removed = 0;
2690
2691         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_load_avg)) {
2692                 s64 r = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_load_avg, 0);
2693                 sa->load_avg = max_t(long, sa->load_avg - r, 0);
2694                 sa->load_sum = max_t(s64, sa->load_sum - r * LOAD_AVG_MAX, 0);
2695                 removed = 1;
2696         }
2697
2698         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_util_avg)) {
2699                 long r = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_util_avg, 0);
2700                 sa->util_avg = max_t(long, sa->util_avg - r, 0);
2701                 sa->util_sum = max_t(s32, sa->util_sum - r * LOAD_AVG_MAX, 0);
2702         }
2703
2704         decayed = __update_load_avg(now, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), sa,
2705                 scale_load_down(cfs_rq->load.weight), cfs_rq->curr != NULL, cfs_rq);
2706
2707 #ifndef CONFIG_64BIT
2708         smp_wmb();
2709         cfs_rq->load_last_update_time_copy = sa->last_update_time;
2710 #endif
2711
2712         return decayed || removed;
2713 }
2714
2715 /* Update task and its cfs_rq load average */
2716 static inline void update_load_avg(struct sched_entity *se, int update_tg)
2717 {
2718         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2719         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
2720         int cpu = cpu_of(rq_of(cfs_rq));
2721
2722         /*
2723          * Track task load average for carrying it to new CPU after migrated, and
2724          * track group sched_entity load average for task_h_load calc in migration
2725          */
2726         __update_load_avg(now, cpu, &se->avg,
2727                           se->on_rq * scale_load_down(se->load.weight),
2728                           cfs_rq->curr == se, NULL);
2729
2730         if (update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq) && update_tg)
2731                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
2732 }
2733
2734 static void attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2735 {
2736         if (!sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD))
2737                 goto skip_aging;
2738
2739         /*
2740          * If we got migrated (either between CPUs or between cgroups) we'll
2741          * have aged the average right before clearing @last_update_time.
2742          */
2743         if (se->avg.last_update_time) {
2744                 __update_load_avg(cfs_rq->avg.last_update_time, cpu_of(rq_of(cfs_rq)),
2745                                   &se->avg, 0, 0, NULL);
2746
2747                 /*
2748                  * XXX: we could have just aged the entire load away if we've been
2749                  * absent from the fair class for too long.
2750                  */
2751         }
2752
2753 skip_aging:
2754         se->avg.last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
2755         cfs_rq->avg.load_avg += se->avg.load_avg;
2756         cfs_rq->avg.load_sum += se->avg.load_sum;
2757         cfs_rq->avg.util_avg += se->avg.util_avg;
2758         cfs_rq->avg.util_sum += se->avg.util_sum;
2759 }
2760
2761 static void detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2762 {
2763         __update_load_avg(cfs_rq->avg.last_update_time, cpu_of(rq_of(cfs_rq)),
2764                           &se->avg, se->on_rq * scale_load_down(se->load.weight),
2765                           cfs_rq->curr == se, NULL);
2766
2767         cfs_rq->avg.load_avg = max_t(long, cfs_rq->avg.load_avg - se->avg.load_avg, 0);
2768         cfs_rq->avg.load_sum = max_t(s64,  cfs_rq->avg.load_sum - se->avg.load_sum, 0);
2769         cfs_rq->avg.util_avg = max_t(long, cfs_rq->avg.util_avg - se->avg.util_avg, 0);
2770         cfs_rq->avg.util_sum = max_t(s32,  cfs_rq->avg.util_sum - se->avg.util_sum, 0);
2771 }
2772
2773 /* Add the load generated by se into cfs_rq's load average */
2774 static inline void
2775 enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2776 {
2777         struct sched_avg *sa = &se->avg;
2778         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
2779         int migrated, decayed;
2780
2781         migrated = !sa->last_update_time;
2782         if (!migrated) {
2783                 __update_load_avg(now, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), sa,
2784                         se->on_rq * scale_load_down(se->load.weight),
2785                         cfs_rq->curr == se, NULL);
2786         }
2787
2788         decayed = update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
2789
2790         cfs_rq->runnable_load_avg += sa->load_avg;
2791         cfs_rq->runnable_load_sum += sa->load_sum;
2792
2793         if (migrated)
2794                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
2795
2796         if (decayed || migrated)
2797                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
2798 }
2799
2800 /* Remove the runnable load generated by se from cfs_rq's runnable load average */
2801 static inline void
2802 dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2803 {
2804         update_load_avg(se, 1);
2805
2806         cfs_rq->runnable_load_avg =
2807                 max_t(long, cfs_rq->runnable_load_avg - se->avg.load_avg, 0);
2808         cfs_rq->runnable_load_sum =
2809                 max_t(s64,  cfs_rq->runnable_load_sum - se->avg.load_sum, 0);
2810 }
2811
2812 #ifndef CONFIG_64BIT
2813 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
2814 {
2815         u64 last_update_time_copy;
2816         u64 last_update_time;
2817
2818         do {
2819                 last_update_time_copy = cfs_rq->load_last_update_time_copy;
2820                 smp_rmb();
2821                 last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
2822         } while (last_update_time != last_update_time_copy);
2823
2824         return last_update_time;
2825 }
2826 #else
2827 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
2828 {
2829         return cfs_rq->avg.last_update_time;
2830 }
2831 #endif
2832
2833 /*
2834  * Task first catches up with cfs_rq, and then subtract
2835  * itself from the cfs_rq (task must be off the queue now).
2836  */
2837 void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
2838 {
2839         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2840         u64 last_update_time;
2841
2842         /*
2843          * Newly created task or never used group entity should not be removed
2844          * from its (source) cfs_rq
2845          */
2846         if (se->avg.last_update_time == 0)
2847                 return;
2848
2849         last_update_time = cfs_rq_last_update_time(cfs_rq);
2850
2851         __update_load_avg(last_update_time, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), &se->avg, 0, 0, NULL);
2852         atomic_long_add(se->avg.load_avg, &cfs_rq->removed_load_avg);
2853         atomic_long_add(se->avg.util_avg, &cfs_rq->removed_util_avg);
2854 }
2855
2856 /*
2857  * Update the rq's load with the elapsed running time before entering
2858  * idle. if the last scheduled task is not a CFS task, idle_enter will
2859  * be the only way to update the runnable statistic.
2860  */
2861 void idle_enter_fair(struct rq *this_rq)
2862 {
2863 }
2864
2865 /*
2866  * Update the rq's load with the elapsed idle time before a task is
2867  * scheduled. if the newly scheduled task is not a CFS task, idle_exit will
2868  * be the only way to update the runnable statistic.
2869  */
2870 void idle_exit_fair(struct rq *this_rq)
2871 {
2872 }
2873
2874 static inline unsigned long cfs_rq_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
2875 {
2876         return cfs_rq->runnable_load_avg;
2877 }
2878
2879 static inline unsigned long cfs_rq_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
2880 {
2881         return cfs_rq->avg.load_avg;
2882 }
2883
2884 static int idle_balance(struct rq *this_rq);
2885
2886 #else /* CONFIG_SMP */
2887
2888 static inline void update_load_avg(struct sched_entity *se, int update_tg) {}
2889 static inline void
2890 enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
2891 static inline void
2892 dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
2893 static inline void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se) {}
2894
2895 static inline void
2896 attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
2897 static inline void
2898 detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
2899
2900 static inline int idle_balance(struct rq *rq)
2901 {
2902         return 0;
2903 }
2904
2905 #endif /* CONFIG_SMP */
2906
2907 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2908 {
2909 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2910         struct task_struct *tsk = NULL;
2911
2912         if (entity_is_task(se))
2913                 tsk = task_of(se);
2914
2915         if (se->statistics.sleep_start) {
2916                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.sleep_start;
2917
2918                 if ((s64)delta < 0)
2919                         delta = 0;
2920
2921                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
2922                         se->statistics.sleep_max = delta;
2923
2924                 se->statistics.sleep_start = 0;
2925                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2926
2927                 if (tsk) {
2928                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
2929                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
2930                 }
2931         }
2932         if (se->statistics.block_start) {
2933                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.block_start;
2934
2935                 if ((s64)delta < 0)
2936                         delta = 0;
2937
2938                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
2939                         se->statistics.block_max = delta;
2940
2941                 se->statistics.block_start = 0;
2942                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2943
2944                 if (tsk) {
2945                         if (tsk->in_iowait) {
2946                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
2947                                 se->statistics.iowait_count++;
2948                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
2949                         }
2950
2951                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
2952
2953                         /*
2954                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
2955                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
2956                          * amount of time that the task spent sleeping:
2957                          */
2958                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
2959                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
2960                                                 (void *)get_wchan(tsk),
2961                                                 delta >> 20);
2962                         }
2963                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
2964                 }
2965         }
2966 #endif
2967 }
2968
2969 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2970 {
2971 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2972         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
2973
2974         if (d < 0)
2975                 d = -d;
2976
2977         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
2978                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
2979 #endif
2980 }
2981
2982 static void
2983 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
2984 {
2985         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
2986
2987         /*
2988          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
2989          * however the extra weight of the new task will slow them down a
2990          * little, place the new task so that it fits in the slot that
2991          * stays open at the end.
2992          */
2993         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
2994                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
2995
2996         /* sleeps up to a single latency don't count. */
2997         if (!initial) {
2998                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
2999
3000                 /*
3001                  * Halve their sleep time's effect, to allow
3002                  * for a gentler effect of sleepers:
3003                  */
3004                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
3005                         thresh >>= 1;
3006
3007                 vruntime -= thresh;
3008         }
3009
3010         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
3011         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
3012 }
3013
3014 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
3015
3016 static void
3017 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3018 {
3019         /*
3020          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
3021          * through calling update_curr().
3022          */
3023         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
3024                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
3025
3026         /*
3027          * Update run-time statistics of the 'current'.
3028          */
3029         update_curr(cfs_rq);
3030         enqueue_entity_load_avg(cfs_rq, se);
3031         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
3032         update_cfs_shares(cfs_rq);
3033
3034         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
3035                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
3036                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
3037         }
3038
3039         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
3040         check_spread(cfs_rq, se);
3041         if (se != cfs_rq->curr)
3042                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
3043         se->on_rq = 1;
3044
3045         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
3046                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
3047                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
3048         }
3049 }
3050
3051 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
3052 {
3053         for_each_sched_entity(se) {
3054                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3055                 if (cfs_rq->last != se)
3056                         break;
3057
3058                 cfs_rq->last = NULL;
3059         }
3060 }
3061
3062 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
3063 {
3064         for_each_sched_entity(se) {
3065                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3066                 if (cfs_rq->next != se)
3067                         break;
3068
3069                 cfs_rq->next = NULL;
3070         }
3071 }
3072
3073 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
3074 {
3075         for_each_sched_entity(se) {
3076                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3077                 if (cfs_rq->skip != se)
3078                         break;
3079
3080                 cfs_rq->skip = NULL;
3081         }
3082 }
3083
3084 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3085 {
3086         if (cfs_rq->last == se)
3087                 __clear_buddies_last(se);
3088
3089         if (cfs_rq->next == se)
3090                 __clear_buddies_next(se);
3091
3092         if (cfs_rq->skip == se)
3093                 __clear_buddies_skip(se);
3094 }
3095
3096 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3097
3098 static void
3099 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3100 {
3101         /*
3102          * Update run-time statistics of the 'current'.
3103          */
3104         update_curr(cfs_rq);
3105         dequeue_entity_load_avg(cfs_rq, se);
3106
3107         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
3108         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
3109 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3110                 if (entity_is_task(se)) {
3111                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
3112
3113                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
3114                                 se->statistics.sleep_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
3115                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
3116                                 se->statistics.block_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
3117                 }
3118 #endif
3119         }
3120
3121         clear_buddies(cfs_rq, se);
3122
3123         if (se != cfs_rq->curr)
3124                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3125         se->on_rq = 0;
3126         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
3127
3128         /*
3129          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
3130          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
3131          * movement in our normalized position.
3132          */
3133         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
3134                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
3135
3136         /* return excess runtime on last dequeue */
3137         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3138
3139         update_min_vruntime(cfs_rq);
3140         update_cfs_shares(cfs_rq);
3141 }
3142
3143 /*
3144  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
3145  */
3146 static void
3147 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
3148 {
3149         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
3150         struct sched_entity *se;
3151         s64 delta;
3152
3153         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
3154         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
3155         if (delta_exec > ideal_runtime) {
3156                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3157                 /*
3158                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
3159                  * re-elected due to buddy favours.
3160                  */
3161                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
3162                 return;
3163         }
3164
3165         /*
3166          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
3167          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
3168          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
3169          */
3170         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
3171                 return;
3172
3173         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
3174         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
3175
3176         if (delta < 0)
3177                 return;
3178
3179         if (delta > ideal_runtime)
3180                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3181 }
3182
3183 static void
3184 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3185 {
3186         /* 'current' is not kept within the tree. */
3187         if (se->on_rq) {
3188                 /*
3189                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
3190                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
3191                  * runqueue.
3192                  */
3193                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
3194                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3195                 update_load_avg(se, 1);
3196         }
3197
3198         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
3199         cfs_rq->curr = se;
3200 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3201         /*
3202          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
3203          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
3204          * when there are only lesser-weight tasks around):
3205          */
3206         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
3207                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
3208                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
3209         }
3210 #endif
3211         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
3212 }
3213
3214 static int
3215 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
3216
3217 /*
3218  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
3219  * 1) keep things fair between processes/task groups
3220  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
3221  * 3) pick the "last" process, for cache locality
3222  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
3223  */
3224 static struct sched_entity *
3225 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
3226 {
3227         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
3228         struct sched_entity *se;
3229
3230         /*
3231          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
3232          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
3233          */
3234         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
3235                 left = curr;
3236
3237         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
3238
3239         /*
3240          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
3241          * be done without getting too unfair.
3242          */
3243         if (cfs_rq->skip == se) {
3244                 struct sched_entity *second;
3245
3246                 if (se == curr) {
3247                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
3248                 } else {
3249                         second = __pick_next_entity(se);
3250                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
3251                                 second = curr;
3252                 }
3253
3254                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
3255                         se = second;
3256         }
3257
3258         /*
3259          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
3260          */
3261         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
3262                 se = cfs_rq->last;
3263
3264         /*
3265          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
3266          */
3267         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
3268                 se = cfs_rq->next;
3269
3270         clear_buddies(cfs_rq, se);
3271
3272         return se;
3273 }
3274
3275 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3276
3277 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
3278 {
3279         /*
3280          * If still on the runqueue then deactivate_task()
3281          * was not called and update_curr() has to be done:
3282          */
3283         if (prev->on_rq)
3284                 update_curr(cfs_rq);
3285
3286         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
3287         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3288
3289         check_spread(cfs_rq, prev);
3290         if (prev->on_rq) {
3291                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
3292                 /* Put 'current' back into the tree. */
3293                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
3294                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
3295                 update_load_avg(prev, 0);
3296         }
3297         cfs_rq->curr = NULL;
3298 }
3299
3300 static void
3301 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
3302 {
3303         /*
3304          * Update run-time statistics of the 'current'.
3305          */
3306         update_curr(cfs_rq);
3307
3308         /*
3309          * Ensure that runnable average is periodically updated.
3310          */
3311         update_load_avg(curr, 1);
3312         update_cfs_shares(cfs_rq);
3313
3314 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
3315         /*
3316          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
3317          * validating it and just reschedule.
3318          */
3319         if (queued) {
3320                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3321                 return;
3322         }
3323         /*
3324          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
3325          */
3326         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
3327                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
3328                 return;
3329 #endif
3330
3331         if (cfs_rq->nr_running > 1)
3332                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
3333 }
3334
3335
3336 /**************************************************
3337  * CFS bandwidth control machinery
3338  */
3339
3340 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
3341
3342 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
3343 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
3344
3345 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
3346 {
3347         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
3348 }
3349
3350 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
3351 {
3352         static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
3353 }
3354
3355 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
3356 {
3357         static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
3358 }
3359 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
3360 static bool cfs_bandwidth_used(void)
3361 {
3362         return true;
3363 }
3364
3365 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
3366 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
3367 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
3368
3369 /*
3370  * default period for cfs group bandwidth.
3371  * default: 0.1s, units: nanoseconds
3372  */
3373 static inline u64 default_cfs_period(void)
3374 {
3375         return 100000000ULL;
3376 }
3377
3378 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
3379 {
3380         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
3381 }
3382
3383 /*
3384  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
3385  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
3386  * additional synchronization around rq->lock.
3387  *
3388  * requires cfs_b->lock
3389  */
3390 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3391 {
3392         u64 now;
3393
3394         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3395                 return;
3396
3397         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
3398         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
3399         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
3400 }
3401
3402 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
3403 {
3404         return &tg->cfs_bandwidth;
3405 }
3406
3407 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
3408 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
3409 {
3410         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
3411                 return cfs_rq->throttled_clock_task;
3412
3413         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
3414 }
3415
3416 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
3417 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3418 {
3419         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
3420         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
3421         u64 amount = 0, min_amount, expires;
3422
3423         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
3424         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
3425
3426         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3427         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3428                 amount = min_amount;
3429         else {
3430                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
3431
3432                 if (cfs_b->runtime > 0) {
3433                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
3434                         cfs_b->runtime -= amount;
3435                         cfs_b->idle = 0;
3436                 }
3437         }
3438         expires = cfs_b->runtime_expires;
3439         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3440
3441         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
3442         /*
3443          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
3444          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
3445          * issued.
3446          */
3447         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
3448                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3449
3450         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
3451 }
3452
3453 /*
3454  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
3455  * fact that rq->clock snapshots this value.
3456  */
3457 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3458 {
3459         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3460
3461         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
3462         if (likely((s64)(rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
3463                 return;
3464
3465         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
3466                 return;
3467
3468         /*
3469          * If the local deadline has passed we have to consider the
3470          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
3471          * has not truly expired.
3472          *
3473          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
3474          * whether the global deadline has advanced. It is valid to compare
3475          * cfs_b->runtime_expires without any locks since we only care about
3476          * exact equality, so a partial write will still work.
3477          */
3478
3479         if (cfs_rq->runtime_expires != cfs_b->runtime_expires) {
3480                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
3481                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
3482         } else {
3483                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
3484                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
3485         }
3486 }
3487
3488 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3489 {
3490         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
3491         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
3492         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3493
3494         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3495                 return;
3496
3497         /*
3498          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
3499          * hierarchy can be throttled
3500          */
3501         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
3502                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3503 }
3504
3505 static __always_inline
3506 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3507 {
3508         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
3509                 return;
3510
3511         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
3512 }
3513
3514 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
3515 {
3516         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
3517 }
3518
3519 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
3520 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
3521 {
3522         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
3523 }
3524
3525 /*
3526  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
3527  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
3528  * load-balance operations.
3529  */
3530 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
3531                                     int src_cpu, int dest_cpu)
3532 {
3533         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
3534
3535         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
3536         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
3537
3538         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
3539                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
3540 }
3541
3542 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
3543 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
3544 {
3545         struct rq *rq = data;
3546         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3547
3548         cfs_rq->throttle_count--;
3549 #ifdef CONFIG_SMP
3550         if (!cfs_rq->throttle_count) {
3551                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
3552                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
3553                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
3554         }
3555 #endif
3556
3557         return 0;
3558 }
3559
3560 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
3561 {
3562         struct rq *rq = data;
3563         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3564
3565         /* group is entering throttled state, stop time */
3566         if (!cfs_rq->throttle_count)
3567                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
3568         cfs_rq->throttle_count++;
3569
3570         return 0;
3571 }
3572
3573 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3574 {
3575         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3576         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3577         struct sched_entity *se;
3578         long task_delta, dequeue = 1;
3579         bool empty;
3580
3581         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
3582
3583         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
3584         rcu_read_lock();
3585         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
3586         rcu_read_unlock();
3587
3588         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3589         for_each_sched_entity(se) {
3590                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
3591                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
3592                 if (!se->on_rq)
3593                         break;
3594
3595                 if (dequeue)
3596                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
3597                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
3598
3599                 if (qcfs_rq->load.weight)
3600                         dequeue = 0;
3601         }
3602
3603         if (!se)
3604                 sub_nr_running(rq, task_delta);
3605
3606         cfs_rq->throttled = 1;
3607         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
3608         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3609         empty = list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3610
3611         /*
3612          * Add to the _head_ of the list, so that an already-started
3613          * distribute_cfs_runtime will not see us
3614          */
3615         list_add_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
3616
3617         /*
3618          * If we're the first throttled task, make sure the bandwidth
3619          * timer is running.
3620          */
3621         if (empty)
3622                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
3623
3624         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3625 }
3626
3627 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3628 {
3629         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3630         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3631         struct sched_entity *se;
3632         int enqueue = 1;
3633         long task_delta;
3634
3635         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
3636
3637         cfs_rq->throttled = 0;
3638
3639         update_rq_clock(rq);
3640
3641         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3642         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
3643         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
3644         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3645
3646         /* update hierarchical throttle state */
3647         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
3648
3649         if (!cfs_rq->load.weight)
3650                 return;
3651
3652         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3653         for_each_sched_entity(se) {
3654                 if (se->on_rq)
3655                         enqueue = 0;
3656
3657                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3658                 if (enqueue)
3659                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
3660                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
3661
3662                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3663                         break;
3664         }
3665
3666         if (!se)
3667                 add_nr_running(rq, task_delta);
3668
3669         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
3670         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
3671                 resched_curr(rq);
3672 }
3673
3674 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
3675                 u64 remaining, u64 expires)
3676 {
3677         struct cfs_rq *cfs_rq;
3678         u64 runtime;
3679         u64 starting_runtime = remaining;
3680
3681         rcu_read_lock();
3682         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
3683                                 throttled_list) {
3684                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3685
3686                 raw_spin_lock(&rq->lock);
3687                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3688                         goto next;
3689
3690                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
3691                 if (runtime > remaining)
3692                         runtime = remaining;
3693                 remaining -= runtime;
3694
3695                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
3696                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3697
3698                 /* we check whether we're throttled above */
3699                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
3700                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3701
3702 next:
3703                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
3704
3705                 if (!remaining)
3706                         break;
3707         }
3708         rcu_read_unlock();
3709
3710         return starting_runtime - remaining;
3711 }
3712
3713 /*
3714  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
3715  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
3716  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
3717  * used to track this state.
3718  */
3719 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
3720 {
3721         u64 runtime, runtime_expires;
3722         int throttled;
3723
3724         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
3725         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3726                 goto out_deactivate;
3727
3728         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3729         cfs_b->nr_periods += overrun;
3730
3731         /*
3732          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
3733          * we're going inactive then everything else can be deferred
3734          */
3735         if (cfs_b->idle && !throttled)
3736                 goto out_deactivate;
3737
3738         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
3739
3740         if (!throttled) {
3741                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
3742                 cfs_b->idle = 1;
3743                 return 0;
3744         }
3745
3746         /* account preceding periods in which throttling occurred */
3747         cfs_b->nr_throttled += overrun;
3748
3749         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
3750
3751         /*
3752          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth while
3753          * we unthrottle. This can potentially race with an unthrottled group
3754          * trying to acquire new bandwidth from the global pool. This can result
3755          * in us over-using our runtime if it is all used during this loop, but
3756          * only by limited amounts in that extreme case.
3757          */
3758         while (throttled && cfs_b->runtime > 0) {
3759                 runtime = cfs_b->runtime;
3760                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3761                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
3762                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
3763                                                  runtime_expires);
3764                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3765
3766                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3767
3768                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
3769         }
3770
3771         /*
3772          * While we are ensured activity in the period following an
3773          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
3774          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
3775          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
3776          */
3777         cfs_b->idle = 0;
3778
3779         return 0;
3780
3781 out_deactivate:
3782         return 1;
3783 }
3784
3785 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
3786 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
3787 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
3788 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
3789 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
3790 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
3791
3792 /*
3793  * Are we near the end of the current quota period?
3794  *
3795  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
3796  * hrtimer base being cleared by hrtimer_start. In the case of
3797  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
3798  */
3799 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
3800 {
3801         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
3802         u64 remaining;
3803
3804         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
3805         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
3806                 return 1;
3807
3808         /* is a quota refresh about to occur? */
3809         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
3810         if (remaining < min_expire)
3811                 return 1;
3812
3813         return 0;
3814 }
3815
3816 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3817 {
3818         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
3819
3820         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
3821         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
3822                 return;
3823
3824         hrtimer_start(&cfs_b->slack_timer,
3825                         ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period),
3826                         HRTIMER_MODE_REL);
3827 }
3828
3829 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
3830 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3831 {
3832         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3833         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
3834
3835         if (slack_runtime <= 0)
3836                 return;
3837
3838         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3839         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
3840             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
3841                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
3842
3843                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
3844                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
3845                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
3846                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
3847         }
3848         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3849
3850         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
3851         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
3852 }
3853
3854 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3855 {
3856         if (!cfs_bandwidth_used())
3857                 return;
3858
3859         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
3860                 return;
3861
3862         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3863 }
3864
3865 /*
3866  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
3867  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
3868  */
3869 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3870 {
3871         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
3872         u64 expires;
3873
3874         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
3875         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3876         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
3877                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3878                 return;
3879         }
3880
3881         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice)
3882                 runtime = cfs_b->runtime;
3883
3884         expires = cfs_b->runtime_expires;
3885         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3886
3887         if (!runtime)
3888                 return;
3889
3890         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
3891
3892         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3893         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
3894                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
3895         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3896 }
3897
3898 /*
3899  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
3900  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
3901  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
3902  */
3903 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
3904 {
3905         if (!cfs_bandwidth_used())
3906                 return;
3907
3908         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
3909         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
3910                 return;
3911
3912         /* ensure the group is not already throttled */
3913         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3914                 return;
3915
3916         /* update runtime allocation */
3917         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
3918         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
3919                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3920 }
3921
3922 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
3923 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3924 {
3925         if (!cfs_bandwidth_used())
3926                 return false;
3927
3928         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3929                 return false;
3930
3931         /*
3932          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
3933          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
3934          */
3935         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3936                 return true;
3937
3938         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3939         return true;
3940 }
3941
3942 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
3943 {
3944         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3945                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
3946
3947         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
3948
3949         return HRTIMER_NORESTART;
3950 }
3951
3952 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
3953 {
3954         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3955                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
3956         int overrun;
3957         int idle = 0;
3958
3959         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3960         for (;;) {
3961                 overrun = hrtimer_forward_now(timer, cfs_b->period);
3962                 if (!overrun)
3963                         break;
3964
3965                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
3966         }
3967         if (idle)
3968                 cfs_b->period_active = 0;
3969         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3970
3971         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
3972 }
3973
3974 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3975 {
3976         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
3977         cfs_b->runtime = 0;
3978         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
3979         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
3980
3981         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3982         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
3983         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
3984         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3985         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
3986 }
3987
3988 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3989 {
3990         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
3991         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
3992 }
3993
3994 void start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3995 {
3996         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
3997
3998         if (!cfs_b->period_active) {
3999                 cfs_b->period_active = 1;
4000                 hrtimer_forward_now(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
4001                 hrtimer_start_expires(&cfs_b->period_timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
4002         }
4003 }
4004
4005 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4006 {
4007         /* init_cfs_bandwidth() was not called */
4008         if (!cfs_b->throttled_cfs_rq.next)
4009                 return;
4010
4011         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
4012         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
4013 }
4014
4015 static void __maybe_unused update_runtime_enabled(struct rq *rq)
4016 {
4017         struct cfs_rq *cfs_rq;
4018
4019         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
4020                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &cfs_rq->tg->cfs_bandwidth;
4021
4022                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4023                 cfs_rq->runtime_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
4024                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4025         }
4026 }
4027
4028 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
4029 {
4030         struct cfs_rq *cfs_rq;
4031
4032         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
4033                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
4034                         continue;
4035
4036                 /*
4037                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
4038                  * there's some valid quota amount
4039                  */
4040                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
4041                 /*
4042                  * Offline rq is schedulable till cpu is completely disabled
4043                  * in take_cpu_down(), so we prevent new cfs throttling here.
4044                  */
4045                 cfs_rq->runtime_enabled = 0;
4046
4047                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4048                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
4049         }
4050 }
4051
4052 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
4053 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
4054 {
4055         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
4056 }
4057
4058 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
4059 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
4060 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4061 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4062
4063 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
4064 {
4065         return 0;
4066 }
4067
4068 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
4069 {
4070         return 0;
4071 }
4072
4073 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
4074                                     int src_cpu, int dest_cpu)
4075 {
4076         return 0;
4077 }
4078
4079 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
4080
4081 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4082 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4083 #endif
4084
4085 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
4086 {
4087         return NULL;
4088 }
4089 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
4090 static inline void update_runtime_enabled(struct rq *rq) {}
4091 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
4092
4093 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
4094
4095 /**************************************************
4096  * CFS operations on tasks:
4097  */
4098
4099 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
4100 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4101 {
4102         struct sched_entity *se = &p->se;
4103         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4104
4105         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
4106
4107         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
4108                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
4109                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
4110                 s64 delta = slice - ran;
4111
4112                 if (delta < 0) {
4113                         if (rq->curr == p)
4114                                 resched_curr(rq);
4115                         return;
4116                 }
4117                 hrtick_start(rq, delta);
4118         }
4119 }
4120
4121 /*
4122  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
4123  * current task is from our class and nr_running is low enough
4124  * to matter.
4125  */
4126 static void hrtick_update(struct rq *rq)
4127 {
4128         struct task_struct *curr = rq->curr;
4129
4130         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
4131                 return;
4132
4133         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
4134                 hrtick_start_fair(rq, curr);
4135 }
4136 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
4137 static inline void
4138 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4139 {
4140 }
4141
4142 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
4143 {
4144 }
4145 #endif
4146
4147 static bool cpu_overutilized(int cpu);
4148
4149 /*
4150  * The enqueue_task method is called before nr_running is
4151  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
4152  * then put the task into the rbtree:
4153  */
4154 static void
4155 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
4156 {
4157         struct cfs_rq *cfs_rq;
4158         struct sched_entity *se = &p->se;
4159         int task_new = !(flags & ENQUEUE_WAKEUP);
4160
4161         for_each_sched_entity(se) {
4162                 if (se->on_rq)
4163                         break;
4164                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4165                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
4166
4167                 /*
4168                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
4169                  *
4170                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
4171                  * post the final h_nr_running increment below.
4172                 */
4173                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4174                         break;
4175                 cfs_rq->h_nr_running++;
4176
4177                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
4178         }
4179
4180         for_each_sched_entity(se) {
4181                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4182                 cfs_rq->h_nr_running++;
4183
4184                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4185                         break;
4186
4187                 update_load_avg(se, 1);
4188                 update_cfs_shares(cfs_rq);
4189         }
4190
4191         if (!se) {
4192                 add_nr_running(rq, 1);
4193                 if (!task_new && !rq->rd->overutilized &&
4194                     cpu_overutilized(rq->cpu))
4195                         rq->rd->overutilized = true;
4196         }
4197         hrtick_update(rq);
4198 }
4199
4200 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
4201
4202 /*
4203  * The dequeue_task method is called before nr_running is
4204  * decreased. We remove the task from the rbtree and
4205  * update the fair scheduling stats:
4206  */
4207 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
4208 {
4209         struct cfs_rq *cfs_rq;
4210         struct sched_entity *se = &p->se;
4211         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
4212
4213         for_each_sched_entity(se) {
4214                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4215                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
4216
4217                 /*
4218                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
4219                  *
4220                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
4221                  * post the final h_nr_running decrement below.
4222                 */
4223                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4224                         break;
4225                 cfs_rq->h_nr_running--;
4226
4227                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
4228                 if (cfs_rq->load.weight) {
4229                         /*
4230                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
4231                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
4232                          */
4233                         if (task_sleep && parent_entity(se))
4234                                 set_next_buddy(parent_entity(se));
4235
4236                         /* avoid re-evaluating load for this entity */
4237                         se = parent_entity(se);
4238                         break;
4239                 }
4240                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
4241         }
4242
4243         for_each_sched_entity(se) {
4244                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4245                 cfs_rq->h_nr_running--;
4246
4247                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4248                         break;
4249
4250                 update_load_avg(se, 1);
4251                 update_cfs_shares(cfs_rq);
4252         }
4253
4254         if (!se)
4255                 sub_nr_running(rq, 1);
4256
4257         hrtick_update(rq);
4258 }
4259
4260 #ifdef CONFIG_SMP
4261
4262 /*
4263  * per rq 'load' arrray crap; XXX kill this.
4264  */
4265
4266 /*
4267  * The exact cpuload at various idx values, calculated at every tick would be
4268  * load = (2^idx - 1) / 2^idx * load + 1 / 2^idx * cur_load
4269  *
4270  * If a cpu misses updates for n-1 ticks (as it was idle) and update gets called
4271  * on nth tick when cpu may be busy, then we have:
4272  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
4273  * load = (2^idx - 1) / 2^idx) * load + 1 / 2^idx * cur_load
4274  *
4275  * decay_load_missed() below does efficient calculation of
4276  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
4277  * avoiding 0..n-1 loop doing load = ((2^idx - 1) / 2^idx) * load
4278  *
4279  * The calculation is approximated on a 128 point scale.
4280  * degrade_zero_ticks is the number of ticks after which load at any
4281  * particular idx is approximated to be zero.
4282  * degrade_factor is a precomputed table, a row for each load idx.
4283  * Each column corresponds to degradation factor for a power of two ticks,
4284  * based on 128 point scale.
4285  * Example:
4286  * row 2, col 3 (=12) says that the degradation at load idx 2 after
4287  * 8 ticks is 12/128 (which is an approximation of exact factor 3^8/4^8).
4288  *
4289  * With this power of 2 load factors, we can degrade the load n times
4290  * by looking at 1 bits in n and doing as many mult/shift instead of
4291  * n mult/shifts needed by the exact degradation.
4292  */
4293 #define DEGRADE_SHIFT           7
4294 static const unsigned char
4295                 degrade_zero_ticks[CPU_LOAD_IDX_MAX] = {0, 8, 32, 64, 128};
4296 static const unsigned char
4297                 degrade_factor[CPU_LOAD_IDX_MAX][DEGRADE_SHIFT + 1] = {
4298                                         {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
4299                                         {64, 32, 8, 0, 0, 0, 0, 0},
4300                                         {96, 72, 40, 12, 1, 0, 0},
4301                                         {112, 98, 75, 43, 15, 1, 0},
4302                                         {120, 112, 98, 76, 45, 16, 2} };
4303
4304 /*
4305  * Update cpu_load for any missed ticks, due to tickless idle. The backlog
4306  * would be when CPU is idle and so we just decay the old load without
4307  * adding any new load.
4308  */
4309 static unsigned long
4310 decay_load_missed(unsigned long load, unsigned long missed_updates, int idx)
4311 {
4312         int j = 0;
4313
4314         if (!missed_updates)
4315                 return load;
4316
4317         if (missed_updates >= degrade_zero_ticks[idx])
4318                 return 0;
4319
4320         if (idx == 1)
4321                 return load >> missed_updates;
4322
4323         while (missed_updates) {
4324                 if (missed_updates % 2)
4325                         load = (load * degrade_factor[idx][j]) >> DEGRADE_SHIFT;
4326
4327                 missed_updates >>= 1;
4328                 j++;
4329         }
4330         return load;
4331 }
4332
4333 /*
4334  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
4335  * scheduler tick (TICK_NSEC). With tickless idle this will not be called
4336  * every tick. We fix it up based on jiffies.
4337  */
4338 static void __update_cpu_load(struct rq *this_rq, unsigned long this_load,
4339                               unsigned long pending_updates)
4340 {
4341         int i, scale;
4342
4343         this_rq->nr_load_updates++;
4344
4345         /* Update our load: */
4346         this_rq->cpu_load[0] = this_load; /* Fasttrack for idx 0 */
4347         for (i = 1, scale = 2; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
4348                 unsigned long old_load, new_load;
4349
4350                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
4351
4352                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
4353                 old_load = decay_load_missed(old_load, pending_updates - 1, i);
4354                 new_load = this_load;
4355                 /*
4356                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
4357                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
4358                  * example.
4359                  */
4360                 if (new_load > old_load)
4361                         new_load += scale - 1;
4362
4363                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load * (scale - 1) + new_load) >> i;
4364         }
4365
4366         sched_avg_update(this_rq);
4367 }
4368
4369 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
4370 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
4371 {
4372         return cfs_rq_runnable_load_avg(&cpu_rq(cpu)->cfs);
4373 }
4374
4375 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
4376 /*
4377  * There is no sane way to deal with nohz on smp when using jiffies because the
4378  * cpu doing the jiffies update might drift wrt the cpu doing the jiffy reading
4379  * causing off-by-one errors in observed deltas; {0,2} instead of {1,1}.
4380  *
4381  * Therefore we cannot use the delta approach from the regular tick since that
4382  * would seriously skew the load calculation. However we'll make do for those
4383  * updates happening while idle (nohz_idle_balance) or coming out of idle
4384  * (tick_nohz_idle_exit).
4385  *
4386  * This means we might still be one tick off for nohz periods.
4387  */
4388
4389 /*
4390  * Called from nohz_idle_balance() to update the load ratings before doing the
4391  * idle balance.
4392  */
4393 static void update_idle_cpu_load(struct rq *this_rq)
4394 {
4395         unsigned long curr_jiffies = READ_ONCE(jiffies);
4396         unsigned long load = weighted_cpuload(cpu_of(this_rq));
4397         unsigned long pending_updates;
4398
4399         /*
4400          * bail if there's load or we're actually up-to-date.
4401          */
4402         if (load || curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
4403                 return;
4404
4405         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
4406         this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
4407
4408         __update_cpu_load(this_rq, load, pending_updates);
4409 }
4410
4411 /*
4412  * Called from tick_nohz_idle_exit() -- try and fix up the ticks we missed.
4413  */
4414 void update_cpu_load_nohz(void)
4415 {
4416         struct rq *this_rq = this_rq();
4417         unsigned long curr_jiffies = READ_ONCE(jiffies);
4418         unsigned long pending_updates;
4419
4420         if (curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
4421                 return;
4422
4423         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
4424         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
4425         if (pending_updates) {
4426                 this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
4427                 /*
4428                  * We were idle, this means load 0, the current load might be
4429                  * !0 due to remote wakeups and the sort.
4430                  */
4431                 __update_cpu_load(this_rq, 0, pending_updates);
4432         }
4433         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
4434 }
4435 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
4436
4437 /*
4438  * Called from scheduler_tick()
4439  */
4440 void update_cpu_load_active(struct rq *this_rq)
4441 {
4442         unsigned long load = weighted_cpuload(cpu_of(this_rq));
4443         /*
4444          * See the mess around update_idle_cpu_load() / update_cpu_load_nohz().
4445          */
4446         this_rq->last_load_update_tick = jiffies;
4447         __update_cpu_load(this_rq, load, 1);
4448 }
4449
4450 /*
4451  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
4452  * according to the scheduling class and "nice" value.
4453  *
4454  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
4455  * balance conservatively.
4456  */
4457 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
4458 {
4459         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4460         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
4461
4462         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
4463                 return total;
4464
4465         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
4466 }
4467
4468 /*
4469  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
4470  * according to the scheduling class and "nice" value.
4471  */
4472 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
4473 {
4474         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4475         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
4476
4477         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
4478                 return total;
4479
4480         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
4481 }
4482
4483 static unsigned long capacity_of(int cpu)
4484 {
4485         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity;
4486 }
4487
4488 static unsigned long capacity_orig_of(int cpu)
4489 {
4490         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig;
4491 }
4492
4493 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
4494 {
4495         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4496         unsigned long nr_running = READ_ONCE(rq->cfs.h_nr_running);
4497         unsigned long load_avg = weighted_cpuload(cpu);
4498
4499         if (nr_running)
4500                 return load_avg / nr_running;
4501
4502         return 0;
4503 }
4504
4505 static void record_wakee(struct task_struct *p)
4506 {
4507         /*
4508          * Rough decay (wiping) for cost saving, don't worry
4509          * about the boundary, really active task won't care
4510          * about the loss.
4511          */
4512         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
4513                 current->wakee_flips >>= 1;
4514                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
4515         }
4516
4517         if (current->last_wakee != p) {
4518                 current->last_wakee = p;
4519                 current->wakee_flips++;
4520         }
4521 }
4522
4523 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
4524 {
4525         struct sched_entity *se = &p->se;
4526         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4527         u64 min_vruntime;
4528
4529 #ifndef CONFIG_64BIT
4530         u64 min_vruntime_copy;
4531
4532         do {
4533                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
4534                 smp_rmb();
4535                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4536         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
4537 #else
4538         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4539 #endif
4540
4541         se->vruntime -= min_vruntime;
4542         record_wakee(p);
4543 }
4544
4545 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4546 /*
4547  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
4548  *
4549  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
4550  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
4551  * can calculate the shift in shares.
4552  *
4553  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
4554  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
4555  * total group weight.
4556  *
4557  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
4558  * distribution (s_i) using:
4559  *
4560  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
4561  *
4562  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
4563  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
4564  * shares distribution (s_i):
4565  *
4566  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
4567  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
4568  *
4569  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
4570  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
4571  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
4572  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
4573  *
4574  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
4575  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
4576  *
4577  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
4578  *
4579  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
4580  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
4581  * weight and shares distributions like:
4582  *
4583  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
4584  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
4585  *
4586  * We can then compute the difference in effective weight by using:
4587  *
4588  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
4589  *
4590  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
4591  *
4592  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
4593  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
4594  * 4/7) times the weight of the group.
4595  */
4596 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4597 {
4598         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
4599
4600         if (!tg->parent)        /* the trivial, non-cgroup case */
4601                 return wl;
4602
4603         for_each_sched_entity(se) {
4604                 long w, W;
4605
4606                 tg = se->my_q->tg;
4607
4608                 /*
4609                  * W = @wg + \Sum rw_j
4610                  */
4611                 W = wg + calc_tg_weight(tg, se->my_q);
4612
4613                 /*
4614                  * w = rw_i + @wl
4615                  */
4616                 w = cfs_rq_load_avg(se->my_q) + wl;
4617
4618                 /*
4619                  * wl = S * s'_i; see (2)
4620                  */
4621                 if (W > 0 && w < W)
4622                         wl = (w * (long)tg->shares) / W;
4623                 else
4624                         wl = tg->shares;
4625
4626                 /*
4627                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
4628                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
4629                  * calc_cfs_shares().
4630                  */
4631                 if (wl < MIN_SHARES)
4632                         wl = MIN_SHARES;
4633
4634                 /*
4635                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
4636                  */
4637                 wl -= se->avg.load_avg;
4638
4639                 /*
4640                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
4641                  * the final effective load change on the root group. Since
4642                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
4643                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
4644                  * resulting from this level per the above.
4645                  */
4646                 wg = 0;
4647         }
4648
4649         return wl;
4650 }
4651 #else
4652
4653 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4654 {
4655         return wl;
4656 }
4657
4658 #endif
4659
4660 /*
4661  * Returns the current capacity of cpu after applying both
4662  * cpu and freq scaling.
4663  */
4664 static unsigned long capacity_curr_of(int cpu)
4665 {
4666         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig *
4667                arch_scale_freq_capacity(NULL, cpu)
4668                >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
4669 }
4670
4671 /*
4672  * cpu_util returns the amount of capacity of a CPU that is used by CFS
4673  * tasks. The unit of the return value must be the one of capacity so we can
4674  * compare the utilization with the capacity of the CPU that is available for
4675  * CFS task (ie cpu_capacity).
4676  *
4677  * cfs_rq.avg.util_avg is the sum of running time of runnable tasks plus the
4678  * recent utilization of currently non-runnable tasks on a CPU. It represents
4679  * the amount of utilization of a CPU in the range [0..capacity_orig] where
4680  * capacity_orig is the cpu_capacity available at the highest frequency
4681  * (arch_scale_freq_capacity()).
4682  * The utilization of a CPU converges towards a sum equal to or less than the
4683  * current capacity (capacity_curr <= capacity_orig) of the CPU because it is
4684  * the running time on this CPU scaled by capacity_curr.
4685  *
4686  * Nevertheless, cfs_rq.avg.util_avg can be higher than capacity_curr or even
4687  * higher than capacity_orig because of unfortunate rounding in
4688  * cfs.avg.util_avg or just after migrating tasks and new task wakeups until
4689  * the average stabilizes with the new running time. We need to check that the
4690  * utilization stays within the range of [0..capacity_orig] and cap it if
4691  * necessary. Without utilization capping, a group could be seen as overloaded
4692  * (CPU0 utilization at 121% + CPU1 utilization at 80%) whereas CPU1 has 20% of
4693  * available capacity. We allow utilization to overshoot capacity_curr (but not
4694  * capacity_orig) as it useful for predicting the capacity required after task
4695  * migrations (scheduler-driven DVFS).
4696  */
4697 static unsigned long __cpu_util(int cpu, int delta)
4698 {
4699         unsigned long util = cpu_rq(cpu)->cfs.avg.util_avg;
4700         unsigned long capacity = capacity_orig_of(cpu);
4701
4702         delta += util;
4703         if (delta < 0)
4704                 return 0;
4705
4706         return (delta >= capacity) ? capacity : delta;
4707 }
4708
4709 static unsigned long cpu_util(int cpu)
4710 {
4711         return __cpu_util(cpu, 0);
4712 }
4713
4714 static inline bool energy_aware(void)
4715 {
4716         return sched_feat(ENERGY_AWARE);
4717 }
4718
4719 struct energy_env {
4720         struct sched_group      *sg_top;
4721         struct sched_group      *sg_cap;
4722         int                     cap_idx;
4723         int                     util_delta;
4724         int                     src_cpu;
4725         int                     dst_cpu;
4726         int                     energy;
4727 };
4728
4729 /*
4730  * __cpu_norm_util() returns the cpu util relative to a specific capacity,
4731  * i.e. it's busy ratio, in the range [0..SCHED_LOAD_SCALE] which is useful for
4732  * energy calculations. Using the scale-invariant util returned by
4733  * cpu_util() and approximating scale-invariant util by:
4734  *
4735  *   util ~ (curr_freq/max_freq)*1024 * capacity_orig/1024 * running_time/time
4736  *
4737  * the normalized util can be found using the specific capacity.
4738  *
4739  *   capacity = capacity_orig * curr_freq/max_freq
4740  *
4741  *   norm_util = running_time/time ~ util/capacity
4742  */
4743 static unsigned long __cpu_norm_util(int cpu, unsigned long capacity, int delta)
4744 {
4745         int util = __cpu_util(cpu, delta);
4746
4747         if (util >= capacity)
4748                 return SCHED_CAPACITY_SCALE;
4749
4750         return (util << SCHED_CAPACITY_SHIFT)/capacity;
4751 }
4752
4753 static int calc_util_delta(struct energy_env *eenv, int cpu)
4754 {
4755         if (cpu == eenv->src_cpu)
4756                 return -eenv->util_delta;
4757         if (cpu == eenv->dst_cpu)
4758                 return eenv->util_delta;
4759         return 0;
4760 }
4761
4762 static
4763 unsigned long group_max_util(struct energy_env *eenv)
4764 {
4765         int i, delta;
4766         unsigned long max_util = 0;
4767
4768         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(eenv->sg_cap)) {
4769                 delta = calc_util_delta(eenv, i);
4770                 max_util = max(max_util, __cpu_util(i, delta));
4771         }
4772
4773         return max_util;
4774 }
4775
4776 /*
4777  * group_norm_util() returns the approximated group util relative to it's
4778  * current capacity (busy ratio) in the range [0..SCHED_LOAD_SCALE] for use in
4779  * energy calculations. Since task executions may or may not overlap in time in
4780  * the group the true normalized util is between max(cpu_norm_util(i)) and
4781  * sum(cpu_norm_util(i)) when iterating over all cpus in the group, i. The
4782  * latter is used as the estimate as it leads to a more pessimistic energy
4783  * estimate (more busy).
4784  */
4785 static unsigned
4786 long group_norm_util(struct energy_env *eenv, struct sched_group *sg)
4787 {
4788         int i, delta;
4789         unsigned long util_sum = 0;
4790         unsigned long capacity = sg->sge->cap_states[eenv->cap_idx].cap;
4791
4792         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
4793                 delta = calc_util_delta(eenv, i);
4794                 util_sum += __cpu_norm_util(i, capacity, delta);
4795         }
4796
4797         if (util_sum > SCHED_CAPACITY_SCALE)
4798                 return SCHED_CAPACITY_SCALE;
4799         return util_sum;
4800 }
4801
4802 static int find_new_capacity(struct energy_env *eenv,
4803         const struct sched_group_energy const *sge)
4804 {
4805         int idx;
4806         unsigned long util = group_max_util(eenv);
4807
4808         for (idx = 0; idx < sge->nr_cap_states; idx++) {
4809                 if (sge->cap_states[idx].cap >= util)
4810                         break;
4811         }
4812
4813         eenv->cap_idx = idx;
4814
4815         return idx;
4816 }
4817
4818 static int group_idle_state(struct sched_group *sg)
4819 {
4820         int i, state = INT_MAX;
4821
4822         /* Find the shallowest idle state in the sched group. */
4823         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg))
4824                 state = min(state, idle_get_state_idx(cpu_rq(i)));
4825
4826         /* Take non-cpuidle idling into account (active idle/arch_cpu_idle()) */
4827         state++;
4828
4829         return state;
4830 }
4831
4832 /*
4833  * sched_group_energy(): Computes the absolute energy consumption of cpus
4834  * belonging to the sched_group including shared resources shared only by
4835  * members of the group. Iterates over all cpus in the hierarchy below the
4836  * sched_group starting from the bottom working it's way up before going to
4837  * the next cpu until all cpus are covered at all levels. The current
4838  * implementation is likely to gather the same util statistics multiple times.
4839  * This can probably be done in a faster but more complex way.
4840  * Note: sched_group_energy() may fail when racing with sched_domain updates.
4841  */
4842 static int sched_group_energy(struct energy_env *eenv)
4843 {
4844         struct sched_domain *sd;
4845         int cpu, total_energy = 0;
4846         struct cpumask visit_cpus;
4847         struct sched_group *sg;
4848
4849         WARN_ON(!eenv->sg_top->sge);
4850
4851         cpumask_copy(&visit_cpus, sched_group_cpus(eenv->sg_top));
4852
4853         while (!cpumask_empty(&visit_cpus)) {
4854                 struct sched_group *sg_shared_cap = NULL;
4855
4856                 cpu = cpumask_first(&visit_cpus);
4857
4858                 /*
4859                  * Is the group utilization affected by cpus outside this
4860                  * sched_group?
4861                  */
4862                 sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_scs, cpu));
4863
4864                 if (!sd)
4865                         /*
4866                          * We most probably raced with hotplug; returning a
4867                          * wrong energy estimation is better than entering an
4868                          * infinite loop.
4869                          */
4870                         return -EINVAL;
4871
4872                 if (sd->parent)
4873                         sg_shared_cap = sd->parent->groups;
4874
4875                 for_each_domain(cpu, sd) {
4876                         sg = sd->groups;
4877
4878                         /* Has this sched_domain already been visited? */
4879                         if (sd->child && group_first_cpu(sg) != cpu)
4880                                 break;
4881
4882                         do {
4883                                 unsigned long group_util;
4884                                 int sg_busy_energy, sg_idle_energy;
4885                                 int cap_idx, idle_idx;
4886
4887                                 if (sg_shared_cap && sg_shared_cap->group_weight >= sg->group_weight)
4888                                         eenv->sg_cap = sg_shared_cap;
4889                                 else
4890                                         eenv->sg_cap = sg;
4891
4892                                 cap_idx = find_new_capacity(eenv, sg->sge);
4893                                 idle_idx = group_idle_state(sg);
4894                                 group_util = group_norm_util(eenv, sg);
4895                                 sg_busy_energy = (group_util * sg->sge->cap_states[cap_idx].power)
4896                                                                 >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
4897                                 sg_idle_energy = ((SCHED_LOAD_SCALE-group_util)
4898                                                                 * sg->sge->idle_states[idle_idx].power)
4899                                                                 >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
4900
4901                                 total_energy += sg_busy_energy + sg_idle_energy;
4902
4903                                 if (!sd->child)
4904                                         cpumask_xor(&visit_cpus, &visit_cpus, sched_group_cpus(sg));
4905
4906                                 if (cpumask_equal(sched_group_cpus(sg), sched_group_cpus(eenv->sg_top)))
4907                                         goto next_cpu;
4908
4909                         } while (sg = sg->next, sg != sd->groups);
4910                 }
4911 next_cpu:
4912                 continue;
4913         }
4914
4915         eenv->energy = total_energy;
4916         return 0;
4917 }
4918
4919 static inline bool cpu_in_sg(struct sched_group *sg, int cpu)
4920 {
4921         return cpu != -1 && cpumask_test_cpu(cpu, sched_group_cpus(sg));
4922 }
4923
4924 /*
4925  * energy_diff(): Estimate the energy impact of changing the utilization
4926  * distribution. eenv specifies the change: utilisation amount, source, and
4927  * destination cpu. Source or destination cpu may be -1 in which case the
4928  * utilization is removed from or added to the system (e.g. task wake-up). If
4929  * both are specified, the utilization is migrated.
4930  */
4931 static int energy_diff(struct energy_env *eenv)
4932 {
4933         struct sched_domain *sd;
4934         struct sched_group *sg;
4935         int sd_cpu = -1, energy_before = 0, energy_after = 0;
4936
4937         struct energy_env eenv_before = {
4938                 .util_delta     = 0,
4939                 .src_cpu        = eenv->src_cpu,
4940                 .dst_cpu        = eenv->dst_cpu,
4941         };
4942
4943         if (eenv->src_cpu == eenv->dst_cpu)
4944                 return 0;
4945
4946         sd_cpu = (eenv->src_cpu != -1) ? eenv->src_cpu : eenv->dst_cpu;
4947         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_ea, sd_cpu));
4948
4949         if (!sd)
4950                 return 0; /* Error */
4951
4952         sg = sd->groups;
4953
4954         do {
4955                 if (cpu_in_sg(sg, eenv->src_cpu) || cpu_in_sg(sg, eenv->dst_cpu)) {
4956                         eenv_before.sg_top = eenv->sg_top = sg;
4957
4958                         if (sched_group_energy(&eenv_before))
4959                                 return 0; /* Invalid result abort */
4960                         energy_before += eenv_before.energy;
4961
4962                         if (sched_group_energy(eenv))
4963                                 return 0; /* Invalid result abort */
4964                         energy_after += eenv->energy;
4965                 }
4966         } while (sg = sg->next, sg != sd->groups);
4967
4968         return energy_after-energy_before;
4969 }
4970
4971 /*
4972  * Detect M:N waker/wakee relationships via a switching-frequency heuristic.
4973  * A waker of many should wake a different task than the one last awakened
4974  * at a frequency roughly N times higher than one of its wakees.  In order
4975  * to determine whether we should let the load spread vs consolodating to
4976  * shared cache, we look for a minimum 'flip' frequency of llc_size in one
4977  * partner, and a factor of lls_size higher frequency in the other.  With
4978  * both conditions met, we can be relatively sure that the relationship is
4979  * non-monogamous, with partner count exceeding socket size.  Waker/wakee
4980  * being client/server, worker/dispatcher, interrupt source or whatever is
4981  * irrelevant, spread criteria is apparent partner count exceeds socket size.
4982  */
4983 static int wake_wide(struct task_struct *p)
4984 {
4985         unsigned int master = current->wakee_flips;
4986         unsigned int slave = p->wakee_flips;
4987         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
4988
4989         if (master < slave)
4990                 swap(master, slave);
4991         if (slave < factor || master < slave * factor)
4992                 return 0;
4993         return 1;
4994 }
4995
4996 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
4997 {
4998         s64 this_load, load;
4999         s64 this_eff_load, prev_eff_load;
5000         int idx, this_cpu, prev_cpu;
5001         struct task_group *tg;
5002         unsigned long weight;
5003         int balanced;
5004
5005         idx       = sd->wake_idx;
5006         this_cpu  = smp_processor_id();
5007         prev_cpu  = task_cpu(p);
5008         load      = source_load(prev_cpu, idx);
5009         this_load = target_load(this_cpu, idx);
5010
5011         /*
5012          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
5013          * effect of the currently running task from the load
5014          * of the current CPU:
5015          */
5016         if (sync) {
5017                 tg = task_group(current);
5018                 weight = current->se.avg.load_avg;
5019
5020                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
5021                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
5022         }
5023
5024         tg = task_group(p);
5025         weight = p->se.avg.load_avg;
5026
5027         /*
5028          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
5029          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
5030          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
5031          * about that, so that's good too.
5032          *
5033          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
5034          * task to be woken on this_cpu.
5035          */
5036         this_eff_load = 100;
5037         this_eff_load *= capacity_of(prev_cpu);
5038
5039         prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
5040         prev_eff_load *= capacity_of(this_cpu);
5041
5042         if (this_load > 0) {
5043                 this_eff_load *= this_load +
5044                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
5045
5046                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
5047         }
5048
5049         balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
5050
5051         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
5052
5053         if (!balanced)
5054                 return 0;
5055
5056         schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
5057         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
5058
5059         return 1;
5060 }
5061
5062 static inline unsigned long task_util(struct task_struct *p)
5063 {
5064         return p->se.avg.util_avg;
5065 }
5066
5067 static unsigned int capacity_margin = 1280; /* ~20% margin */
5068
5069 static inline bool __task_fits(struct task_struct *p, int cpu, int util)
5070 {
5071         unsigned long capacity = capacity_of(cpu);
5072
5073         util += task_util(p);
5074
5075         return (capacity * 1024) > (util * capacity_margin);
5076 }
5077
5078 static inline bool task_fits_max(struct task_struct *p, int cpu)
5079 {
5080         unsigned long capacity = capacity_of(cpu);
5081         unsigned long max_capacity = cpu_rq(cpu)->rd->max_cpu_capacity;
5082
5083         if (capacity == max_capacity)
5084                 return true;
5085
5086         if (capacity * capacity_margin > max_capacity * 1024)
5087                 return true;
5088
5089         return __task_fits(p, cpu, 0);
5090 }
5091
5092 static inline bool task_fits_spare(struct task_struct *p, int cpu)
5093 {
5094         return __task_fits(p, cpu, cpu_util(cpu));
5095 }
5096
5097 static bool cpu_overutilized(int cpu)
5098 {
5099         return (capacity_of(cpu) * 1024) < (cpu_util(cpu) * capacity_margin);
5100 }
5101
5102 /*
5103  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
5104  * domain.
5105  */
5106 static struct sched_group *
5107 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5108                   int this_cpu, int sd_flag)
5109 {
5110         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
5111         struct sched_group *fit_group = NULL, *spare_group = NULL;
5112         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
5113         unsigned long fit_capacity = ULONG_MAX;
5114         unsigned long max_spare_capacity = capacity_margin - SCHED_LOAD_SCALE;
5115         int load_idx = sd->forkexec_idx;
5116         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
5117
5118         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
5119                 load_idx = sd->wake_idx;
5120
5121         do {
5122                 unsigned long load, avg_load, spare_capacity;
5123                 int local_group;
5124                 int i;
5125
5126                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
5127                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
5128                                         tsk_cpus_allowed(p)))
5129                         continue;
5130
5131                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
5132                                                sched_group_cpus(group));
5133
5134                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
5135                 avg_load = 0;
5136
5137                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
5138                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
5139                         if (local_group)
5140                                 load = source_load(i, load_idx);
5141                         else
5142                                 load = target_load(i, load_idx);
5143
5144                         avg_load += load;
5145
5146                         /*
5147                          * Look for most energy-efficient group that can fit
5148                          * that can fit the task.
5149                          */
5150                         if (capacity_of(i) < fit_capacity && task_fits_spare(p, i)) {
5151                                 fit_capacity = capacity_of(i);
5152                                 fit_group = group;
5153                         }
5154
5155                         /*
5156                          * Look for group which has most spare capacity on a
5157                          * single cpu.
5158                          */
5159                         spare_capacity = capacity_of(i) - cpu_util(i);
5160                         if (spare_capacity > max_spare_capacity) {
5161                                 max_spare_capacity = spare_capacity;
5162                                 spare_group = group;
5163                         }
5164                 }
5165
5166                 /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
5167                 avg_load = (avg_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) / group->sgc->capacity;
5168
5169                 if (local_group) {
5170                         this_load = avg_load;
5171                 } else if (avg_load < min_load) {
5172                         min_load = avg_load;
5173                         idlest = group;
5174                 }
5175         } while (group = group->next, group != sd->groups);
5176
5177         if (fit_group)
5178                 return fit_group;
5179
5180         if (spare_group)
5181                 return spare_group;
5182
5183         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
5184                 return NULL;
5185         return idlest;
5186 }
5187
5188 /*
5189  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
5190  */
5191 static int
5192 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
5193 {
5194         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
5195         unsigned int min_exit_latency = UINT_MAX;
5196         u64 latest_idle_timestamp = 0;
5197         int least_loaded_cpu = this_cpu;
5198         int shallowest_idle_cpu = -1;
5199         int i;
5200
5201         /* Traverse only the allowed CPUs */
5202         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
5203                 if (task_fits_spare(p, i)) {
5204                         struct rq *rq = cpu_rq(i);
5205                         struct cpuidle_state *idle = idle_get_state(rq);
5206                         if (idle && idle->exit_latency < min_exit_latency) {
5207                                 /*
5208                                  * We give priority to a CPU whose idle state
5209                                  * has the smallest exit latency irrespective
5210                                  * of any idle timestamp.
5211                                  */
5212                                 min_exit_latency = idle->exit_latency;
5213                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5214                                 shallowest_idle_cpu = i;
5215                         } else if (idle_cpu(i) &&
5216                                    (!idle || idle->exit_latency == min_exit_latency) &&
5217                                    rq->idle_stamp > latest_idle_timestamp) {
5218                                 /*
5219                                  * If equal or no active idle state, then
5220                                  * the most recently idled CPU might have
5221                                  * a warmer cache.
5222                                  */
5223                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5224                                 shallowest_idle_cpu = i;
5225                         } else if (shallowest_idle_cpu == -1) {
5226                                 /*
5227                                  * If we haven't found an idle CPU yet
5228                                  * pick a non-idle one that can fit the task as
5229                                  * fallback.
5230                                  */
5231                                 shallowest_idle_cpu = i;
5232                         }
5233                 } else if (shallowest_idle_cpu == -1) {
5234                         load = weighted_cpuload(i);
5235                         if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
5236                                 min_load = load;
5237                                 least_loaded_cpu = i;
5238                         }
5239                 }
5240         }
5241
5242         return shallowest_idle_cpu != -1 ? shallowest_idle_cpu : least_loaded_cpu;
5243 }
5244
5245 /*
5246  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
5247  */
5248 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
5249 {
5250         struct sched_domain *sd;
5251         struct sched_group *sg;
5252         int i = task_cpu(p);
5253
5254         if (idle_cpu(target))
5255                 return target;
5256
5257         /*
5258          * If the prevous cpu is cache affine and idle, don't be stupid.
5259          */
5260         if (i != target && cpus_share_cache(i, target) && idle_cpu(i))
5261                 return i;
5262
5263         /*
5264          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
5265          */
5266         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
5267         for_each_lower_domain(sd) {
5268                 sg = sd->groups;
5269                 do {
5270                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
5271                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
5272                                 goto next;
5273
5274                         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
5275                                 if (i == target || !idle_cpu(i))
5276                                         goto next;
5277                         }
5278
5279                         target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
5280                                         tsk_cpus_allowed(p));
5281                         goto done;
5282 next:
5283                         sg = sg->next;
5284                 } while (sg != sd->groups);
5285         }
5286 done:
5287         return target;
5288 }
5289
5290 static int energy_aware_wake_cpu(struct task_struct *p, int target)
5291 {
5292         struct sched_domain *sd;
5293         struct sched_group *sg, *sg_target;
5294         int target_max_cap = INT_MAX;
5295         int target_cpu = task_cpu(p);
5296         int i;
5297
5298         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_ea, task_cpu(p)));
5299
5300         if (!sd)
5301                 return target;
5302
5303         sg = sd->groups;
5304         sg_target = sg;
5305
5306         /*
5307          * Find group with sufficient capacity. We only get here if no cpu is
5308          * overutilized. We may end up overutilizing a cpu by adding the task,
5309          * but that should not be any worse than select_idle_sibling().
5310          * load_balance() should sort it out later as we get above the tipping
5311          * point.
5312          */
5313         do {
5314                 /* Assuming all cpus are the same in group */
5315                 int max_cap_cpu = group_first_cpu(sg);
5316
5317                 /*
5318                  * Assume smaller max capacity means more energy-efficient.
5319                  * Ideally we should query the energy model for the right
5320                  * answer but it easily ends up in an exhaustive search.
5321                  */
5322                 if (capacity_of(max_cap_cpu) < target_max_cap &&
5323                     task_fits_max(p, max_cap_cpu)) {
5324                         sg_target = sg;
5325                         target_max_cap = capacity_of(max_cap_cpu);
5326                 }
5327         } while (sg = sg->next, sg != sd->groups);
5328
5329         /* Find cpu with sufficient capacity */
5330         for_each_cpu_and(i, tsk_cpus_allowed(p), sched_group_cpus(sg_target)) {
5331                 /*
5332                  * p's blocked utilization is still accounted for on prev_cpu
5333                  * so prev_cpu will receive a negative bias due to the double
5334                  * accounting. However, the blocked utilization may be zero.
5335                  */
5336                 int new_util = cpu_util(i) + task_util(p);
5337
5338                 if (new_util > capacity_orig_of(i))
5339                         continue;
5340
5341                 if (new_util < capacity_curr_of(i)) {
5342                         target_cpu = i;
5343                         if (cpu_rq(i)->nr_running)
5344                                 break;
5345                 }
5346
5347                 /* cpu has capacity at higher OPP, keep it as fallback */
5348                 if (target_cpu == task_cpu(p))
5349                         target_cpu = i;
5350         }
5351
5352         if (target_cpu != task_cpu(p)) {
5353                 struct energy_env eenv = {
5354                         .util_delta     = task_util(p),
5355                         .src_cpu        = task_cpu(p),
5356                         .dst_cpu        = target_cpu,
5357                 };
5358
5359                 /* Not enough spare capacity on previous cpu */
5360                 if (cpu_overutilized(task_cpu(p)))
5361                         return target_cpu;
5362
5363                 if (energy_diff(&eenv) >= 0)
5364                         return task_cpu(p);
5365         }
5366
5367         return target_cpu;
5368 }
5369
5370 /*
5371  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
5372  * that have the 'sd_flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
5373  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
5374  *
5375  * Balances load by selecting the idlest cpu in the idlest group, or under
5376  * certain conditions an idle sibling cpu if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
5377  *
5378  * Returns the target cpu number.
5379  *
5380  * preempt must be disabled.
5381  */
5382 static int
5383 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
5384 {
5385         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
5386         int cpu = smp_processor_id();
5387         int new_cpu = prev_cpu;
5388         int want_affine = 0;
5389         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
5390
5391         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
5392                 want_affine = (!wake_wide(p) && task_fits_max(p, cpu) &&
5393                               cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) ||
5394                               energy_aware();
5395
5396         rcu_read_lock();
5397         for_each_domain(cpu, tmp) {
5398                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
5399                         break;
5400
5401                 /*
5402                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
5403                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
5404                  */
5405                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
5406                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
5407                         affine_sd = tmp;
5408                         break;
5409                 }
5410
5411                 if (tmp->flags & sd_flag)
5412                         sd = tmp;
5413                 else if (!want_affine)
5414                         break;
5415         }
5416
5417         if (affine_sd) {
5418                 sd = NULL; /* Prefer wake_affine over balance flags */
5419                 if (cpu != prev_cpu && wake_affine(affine_sd, p, sync))
5420                         new_cpu = cpu;
5421         }
5422
5423         if (!sd) {
5424                 if (energy_aware() && !cpu_rq(cpu)->rd->overutilized)
5425                         new_cpu = energy_aware_wake_cpu(p, prev_cpu);
5426                 else if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) /* XXX always ? */
5427                         new_cpu = select_idle_sibling(p, new_cpu);
5428
5429         } else while (sd) {
5430                 struct sched_group *group;
5431                 int weight;
5432
5433                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
5434                         sd = sd->child;
5435                         continue;
5436                 }
5437
5438                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, sd_flag);
5439                 if (!group) {
5440                         sd = sd->child;
5441                         continue;
5442                 }
5443
5444                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
5445                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
5446                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
5447                         sd = sd->child;
5448                         continue;
5449                 }
5450
5451                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
5452                 cpu = new_cpu;
5453                 weight = sd->span_weight;
5454                 sd = NULL;
5455                 for_each_domain(cpu, tmp) {
5456                         if (weight <= tmp->span_weight)
5457                                 break;
5458                         if (tmp->flags & sd_flag)
5459                                 sd = tmp;
5460                 }
5461                 /* while loop will break here if sd == NULL */
5462         }
5463         rcu_read_unlock();
5464
5465         return new_cpu;
5466 }
5467
5468 /*
5469  * Called immediately before a task is migrated to a new cpu; task_cpu(p) and
5470  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
5471  * previous cpu.  However, the caller only guarantees p->pi_lock is held; no
5472  * other assumptions, including the state of rq->lock, should be made.
5473  */
5474 static void migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p)
5475 {
5476         /*
5477          * We are supposed to update the task to "current" time, then its up to date
5478          * and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we have difficulty in getting
5479          * what current time is, so simply throw away the out-of-date time. This
5480          * will result in the wakee task is less decayed, but giving the wakee more
5481          * load sounds not bad.
5482          */
5483         remove_entity_load_avg(&p->se);
5484
5485         /* Tell new CPU we are migrated */
5486         p->se.avg.last_update_time = 0;
5487
5488         /* We have migrated, no longer consider this task hot */
5489         p->se.exec_start = 0;
5490 }
5491
5492 static void task_dead_fair(struct task_struct *p)
5493 {
5494         remove_entity_load_avg(&p->se);
5495 }
5496 #endif /* CONFIG_SMP */
5497
5498 static unsigned long
5499 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
5500 {
5501         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
5502
5503         /*
5504          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
5505          * to virtual-time in his units.
5506          *
5507          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
5508          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
5509          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
5510          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
5511          * be smaller, again penalizing the lighter task.
5512          *
5513          * This is especially important for buddies when the leftmost
5514          * task is higher priority than the buddy.
5515          */
5516         return calc_delta_fair(gran, se);
5517 }
5518
5519 /*
5520  * Should 'se' preempt 'curr'.
5521  *
5522  *             |s1
5523  *        |s2
5524  *   |s3
5525  *         g
5526  *      |<--->|c
5527  *
5528  *  w(c, s1) = -1
5529  *  w(c, s2) =  0
5530  *  w(c, s3) =  1
5531  *
5532  */
5533 static int
5534 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
5535 {
5536         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
5537
5538         if (vdiff <= 0)
5539                 return -1;
5540
5541         gran = wakeup_gran(curr, se);
5542         if (vdiff > gran)
5543                 return 1;
5544
5545         return 0;
5546 }
5547
5548 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
5549 {
5550         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
5551                 return;
5552
5553         for_each_sched_entity(se)
5554                 cfs_rq_of(se)->last = se;
5555 }
5556
5557 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
5558 {
5559         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
5560                 return;
5561
5562         for_each_sched_entity(se)
5563                 cfs_rq_of(se)->next = se;
5564 }
5565
5566 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
5567 {
5568         for_each_sched_entity(se)
5569                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
5570 }
5571
5572 /*
5573  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
5574  */
5575 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
5576 {
5577         struct task_struct *curr = rq->curr;
5578         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
5579         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
5580         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
5581         int next_buddy_marked = 0;
5582
5583         if (unlikely(se == pse))
5584                 return;
5585
5586         /*
5587          * This is possible from callers such as attach_tasks(), in which we
5588          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
5589          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
5590          * next-buddy nomination below.
5591          */
5592         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
5593                 return;
5594
5595         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
5596                 set_next_buddy(pse);
5597                 next_buddy_marked = 1;
5598         }
5599
5600         /*
5601          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
5602          * wake up path.
5603          *
5604          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
5605          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
5606          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
5607          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
5608          * below.
5609          */
5610         if (test_tsk_need_resched(curr))
5611                 return;
5612
5613         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
5614         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
5615             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
5616                 goto preempt;
5617
5618         /*
5619          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
5620          * is driven by the tick):
5621          */
5622         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
5623                 return;
5624
5625         find_matching_se(&se, &pse);
5626         update_curr(cfs_rq_of(se));
5627         BUG_ON(!pse);
5628         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
5629                 /*
5630                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
5631                  * triggering this preemption.
5632                  */
5633                 if (!next_buddy_marked)
5634                         set_next_buddy(pse);
5635                 goto preempt;
5636         }
5637
5638         return;
5639
5640 preempt:
5641         resched_curr(rq);
5642         /*
5643          * Only set the backward buddy when the current task is still
5644          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
5645          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
5646          * point, either of which can * drop the rq lock.
5647          *
5648          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
5649          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
5650          */
5651         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
5652                 return;
5653
5654         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
5655                 set_last_buddy(se);
5656 }
5657
5658 static struct task_struct *
5659 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5660 {
5661         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
5662         struct sched_entity *se;
5663         struct task_struct *p;
5664         int new_tasks;
5665
5666 again:
5667 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5668         if (!cfs_rq->nr_running)
5669                 goto idle;
5670
5671         if (prev->sched_class != &fair_sched_class)
5672                 goto simple;
5673
5674         /*
5675          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
5676          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
5677          *
5678          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
5679          * hierarchy, only change the part that actually changes.
5680          */
5681
5682         do {
5683                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
5684
5685                 /*
5686                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
5687                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
5688                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
5689                  * forget we've ever seen it.
5690                  */
5691                 if (curr) {
5692                         if (curr->on_rq)
5693                                 update_curr(cfs_rq);
5694                         else
5695                                 curr = NULL;
5696
5697                         /*
5698                          * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the
5699                          * throttle and dequeue its entity in the parent(s).
5700                          * Therefore the 'simple' nr_running test will indeed
5701                          * be correct.
5702                          */
5703                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq)))
5704                                 goto simple;
5705                 }
5706
5707                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
5708                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
5709         } while (cfs_rq);
5710
5711         p = task_of(se);
5712
5713         /*
5714          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
5715          * is a different task than we started out with, try and touch the
5716          * least amount of cfs_rqs.
5717          */
5718         if (prev != p) {
5719                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
5720
5721                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
5722                         int se_depth = se->depth;
5723                         int pse_depth = pse->depth;
5724
5725                         if (se_depth <= pse_depth) {
5726                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
5727                                 pse = parent_entity(pse);
5728                         }
5729                         if (se_depth >= pse_depth) {
5730                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
5731                                 se = parent_entity(se);
5732                         }
5733                 }
5734
5735                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
5736                 set_next_entity(cfs_rq, se);
5737         }
5738
5739         if (hrtick_enabled(rq))
5740                 hrtick_start_fair(rq, p);
5741
5742         return p;
5743 simple:
5744         cfs_rq = &rq->cfs;
5745 #endif
5746
5747         if (!cfs_rq->nr_running)
5748                 goto idle;
5749
5750         put_prev_task(rq, prev);
5751
5752         do {
5753                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
5754                 set_next_entity(cfs_rq, se);
5755                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
5756         } while (cfs_rq);
5757
5758         p = task_of(se);
5759
5760         if (hrtick_enabled(rq))
5761                 hrtick_start_fair(rq, p);
5762
5763         return p;
5764
5765 idle:
5766         /*
5767          * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being picked
5768          * for load-balance and preemption/IRQs are still disabled avoiding
5769          * further scheduler activity on it and we're being very careful to
5770          * re-start the picking loop.
5771          */
5772         lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
5773         new_tasks = idle_balance(rq);
5774         lockdep_pin_lock(&rq->lock);
5775         /*
5776          * Because idle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
5777          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
5778          * must re-start the pick_next_entity() loop.
5779          */
5780         if (new_tasks < 0)
5781                 return RETRY_TASK;
5782
5783         if (new_tasks > 0)
5784                 goto again;
5785
5786         return NULL;
5787 }
5788
5789 /*
5790  * Account for a descheduled task:
5791  */
5792 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5793 {
5794         struct sched_entity *se = &prev->se;
5795         struct cfs_rq *cfs_rq;
5796
5797         for_each_sched_entity(se) {
5798                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5799                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
5800         }
5801 }
5802
5803 /*
5804  * sched_yield() is very simple
5805  *
5806  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
5807  */
5808 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
5809 {
5810         struct task_struct *curr = rq->curr;
5811         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
5812         struct sched_entity *se = &curr->se;
5813
5814         /*
5815          * Are we the only task in the tree?
5816          */
5817         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
5818                 return;
5819
5820         clear_buddies(cfs_rq, se);
5821
5822         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
5823                 update_rq_clock(rq);
5824                 /*
5825                  * Update run-time statistics of the 'current'.
5826                  */
5827                 update_curr(cfs_rq);
5828                 /*
5829                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
5830                  * so we don't do microscopic update in schedule()
5831                  * and double the fastpath cost.
5832                  */
5833                 rq_clock_skip_update(rq, true);
5834         }
5835
5836         set_skip_buddy(se);
5837 }
5838
5839 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
5840 {
5841         struct sched_entity *se = &p->se;
5842
5843         /* throttled hierarchies are not runnable */
5844         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
5845                 return false;
5846
5847         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
5848         set_next_buddy(se);
5849
5850         yield_task_fair(rq);
5851
5852         return true;
5853 }
5854
5855 #ifdef CONFIG_SMP
5856 /**************************************************
5857  * Fair scheduling class load-balancing methods.
5858  *
5859  * BASICS
5860  *
5861  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
5862  * per-cpu scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
5863  * time to each task. This is expressed in the following equation:
5864  *
5865  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
5866  *
5867  * Where W_i,n is the n-th weight average for cpu i. The instantaneous weight
5868  * W_i,0 is defined as:
5869  *
5870  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
5871  *
5872  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on cpu i. This weight
5873  * is derived from the nice value as per prio_to_weight[].
5874  *
5875  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
5876  * weight:
5877  *
5878  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
5879  *
5880  * C_i is the compute capacity of cpu i, typically it is the
5881  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
5882  * can also include other factors [XXX].
5883  *
5884  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
5885  * directly from (1):
5886  *
5887  *   imb_i,j = max{ avg(W/C), W_i/C_i } - min{ avg(W/C), W_j/C_j }    (4)
5888  *
5889  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
5890  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
5891  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
5892  *
5893  * [XXX expand on:
5894  *     - infeasible weights;
5895  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
5896  *
5897  *
5898  * SCHED DOMAINS
5899  *
5900  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
5901  * for all i,j solution, we create a tree of cpus that follows the hardware
5902  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
5903  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of cpus going up the
5904  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
5905  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of cpus in
5906  * the groups.
5907  *
5908  * This yields:
5909  *
5910  *     log_2 n     1     n
5911  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
5912  *     i = 0      2^i   2^i
5913  *                               `- size of each group
5914  *         |         |     `- number of cpus doing load-balance
5915  *         |         `- freq
5916  *         `- sum over all levels
5917  *
5918  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
5919  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
5920  *
5921  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
5922  * to every other cpu in at most O(log n) steps:
5923  *
5924  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
5925  *
5926  *             log_2 n     
5927  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
5928  *             k = 0
5929  *
5930  * And you'll find that:
5931  *
5932  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
5933  *
5934  * Showing there's indeed a path between every cpu in at most O(log n) steps.
5935  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
5936  * of:
5937  *
5938  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
5939  *
5940  *
5941  * WORK CONSERVING
5942  *
5943  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
5944  * balancing is more aggressive and has the newly idle cpu iterate up the domain
5945  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
5946  *
5947  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
5948  * time.
5949  *
5950  * [XXX more?]
5951  *
5952  *
5953  * CGROUPS
5954  *
5955  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
5956  *
5957  *                                s_k,i
5958  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
5959  *                                 S_k
5960  *
5961  * Where
5962  *
5963  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
5964  *
5965  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on cpu i.
5966  *
5967  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
5968  * property.
5969  *
5970  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
5971  *      rewrite all of this once again.]
5972  */ 
5973
5974 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
5975
5976 enum fbq_type { regular, remote, all };
5977
5978 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
5979 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
5980 #define LBF_DST_PINNED  0x04
5981 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
5982
5983 struct lb_env {
5984         struct sched_domain     *sd;
5985
5986         struct rq               *src_rq;
5987         int                     src_cpu;
5988
5989         int                     dst_cpu;
5990         struct rq               *dst_rq;
5991
5992         struct cpumask          *dst_grpmask;
5993         int                     new_dst_cpu;
5994         enum cpu_idle_type      idle;
5995         long                    imbalance;
5996         unsigned int            src_grp_nr_running;
5997         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
5998         struct cpumask          *cpus;
5999
6000         unsigned int            flags;
6001
6002         unsigned int            loop;
6003         unsigned int            loop_break;
6004         unsigned int            loop_max;
6005
6006         enum fbq_type           fbq_type;
6007         struct list_head        tasks;
6008 };
6009
6010 /*
6011  * Is this task likely cache-hot:
6012  */
6013 static int task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6014 {
6015         s64 delta;
6016
6017         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6018
6019         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
6020                 return 0;
6021
6022         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
6023                 return 0;
6024
6025         /*
6026          * Buddy candidates are cache hot:
6027          */
6028         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && env->dst_rq->nr_running &&
6029                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
6030                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
6031                 return 1;
6032
6033         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
6034                 return 1;
6035         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
6036                 return 0;
6037
6038         delta = rq_clock_task(env->src_rq) - p->se.exec_start;
6039
6040         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
6041 }
6042
6043 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6044 /*
6045  * Returns 1, if task migration degrades locality
6046  * Returns 0, if task migration improves locality i.e migration preferred.
6047  * Returns -1, if task migration is not affected by locality.
6048  */
6049 static int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6050 {
6051         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
6052         unsigned long src_faults, dst_faults;
6053         int src_nid, dst_nid;
6054
6055         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
6056                 return -1;
6057
6058         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
6059                 return -1;
6060
6061         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
6062         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
6063
6064         if (src_nid == dst_nid)
6065                 return -1;
6066
6067         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
6068         if (src_nid == p->numa_preferred_nid) {
6069                 if (env->src_rq->nr_running > env->src_rq->nr_preferred_running)
6070                         return 1;
6071                 else
6072                         return -1;
6073         }
6074
6075         /* Encourage migration to the preferred node. */
6076         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
6077                 return 0;
6078
6079         if (numa_group) {
6080                 src_faults = group_faults(p, src_nid);
6081                 dst_faults = group_faults(p, dst_nid);
6082         } else {
6083                 src_faults = task_faults(p, src_nid);
6084                 dst_faults = task_faults(p, dst_nid);
6085         }
6086
6087         return dst_faults < src_faults;
6088 }
6089
6090 #else
6091 static inline int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
6092                                              struct lb_env *env)
6093 {
6094         return -1;
6095 }
6096 #endif
6097
6098 /*
6099  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
6100  */
6101 static
6102 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6103 {
6104         int tsk_cache_hot;
6105
6106         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6107
6108         /*
6109          * We do not migrate tasks that are:
6110          * 1) throttled_lb_pair, or
6111          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
6112          * 3) running (obviously), or
6113          * 4) are cache-hot on their current CPU.
6114          */
6115         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
6116                 return 0;
6117
6118         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
6119                 int cpu;
6120
6121                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
6122
6123                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
6124
6125                 /*
6126                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
6127                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
6128                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
6129                  *
6130                  * Also avoid computing new_dst_cpu if we have already computed
6131                  * one in current iteration.
6132                  */
6133                 if (!env->dst_grpmask || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
6134                         return 0;
6135
6136                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
6137                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
6138                         if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
6139                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
6140                                 env->new_dst_cpu = cpu;
6141                                 break;
6142                         }
6143                 }
6144
6145                 return 0;
6146         }
6147
6148         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
6149         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
6150
6151         if (task_running(env->src_rq, p)) {
6152                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
6153                 return 0;
6154         }
6155
6156         /*
6157          * Aggressive migration if:
6158          * 1) destination numa is preferred
6159          * 2) task is cache cold, or
6160          * 3) too many balance attempts have failed.
6161          */
6162         tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
6163         if (tsk_cache_hot == -1)
6164                 tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
6165
6166         if (tsk_cache_hot <= 0 ||
6167             env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
6168                 if (tsk_cache_hot == 1) {
6169                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
6170                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
6171                 }
6172                 return 1;
6173         }
6174
6175         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
6176         return 0;
6177 }
6178
6179 /*
6180  * detach_task() -- detach the task for the migration specified in env
6181  */
6182 static void detach_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6183 {
6184         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6185
6186         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
6187         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
6188         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
6189 }
6190
6191 /*
6192  * detach_one_task() -- tries to dequeue exactly one task from env->src_rq, as
6193  * part of active balancing operations within "domain".
6194  *
6195  * Returns a task if successful and NULL otherwise.
6196  */
6197 static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
6198 {
6199         struct task_struct *p, *n;
6200
6201         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6202
6203         list_for_each_entry_safe(p, n, &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
6204                 if (!can_migrate_task(p, env))
6205                         continue;
6206
6207                 detach_task(p, env);
6208
6209                 /*
6210                  * Right now, this is only the second place where
6211                  * lb_gained[env->idle] is updated (other is detach_tasks)
6212                  * so we can safely collect stats here rather than
6213                  * inside detach_tasks().
6214                  */
6215                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
6216                 return p;
6217         }
6218         return NULL;
6219 }
6220
6221 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
6222
6223 /*
6224  * detach_tasks() -- tries to detach up to imbalance weighted load from
6225  * busiest_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
6226  *
6227  * Returns number of detached tasks if successful and 0 otherwise.
6228  */
6229 static int detach_tasks(struct lb_env *env)
6230 {
6231         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
6232         struct task_struct *p;
6233         unsigned long load;
6234         int detached = 0;
6235
6236         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6237
6238         if (env->imbalance <= 0)
6239                 return 0;
6240
6241         while (!list_empty(tasks)) {
6242                 /*
6243                  * We don't want to steal all, otherwise we may be treated likewise,
6244                  * which could at worst lead to a livelock crash.
6245                  */
6246                 if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->src_rq->nr_running <= 1)
6247                         break;
6248
6249                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
6250
6251                 env->loop++;
6252                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
6253                 if (env->loop > env->loop_max)
6254                         break;
6255
6256                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
6257                 if (env->loop > env->loop_break) {
6258                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
6259                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
6260                         break;
6261                 }
6262
6263                 if (!can_migrate_task(p, env))
6264                         goto next;
6265
6266                 load = task_h_load(p);
6267
6268                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
6269                         goto next;
6270
6271                 if ((load / 2) > env->imbalance)
6272                         goto next;
6273
6274                 detach_task(p, env);
6275                 list_add(&p->se.group_node, &env->tasks);
6276
6277                 detached++;
6278                 env->imbalance -= load;
6279
6280 #ifdef CONFIG_PREEMPT
6281                 /*
6282                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
6283                  * kernels will stop after the first task is detached to minimize
6284                  * the critical section.
6285                  */
6286                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6287                         break;
6288 #endif
6289
6290                 /*
6291                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
6292                  * weighted load.
6293                  */
6294                 if (env->imbalance <= 0)
6295                         break;
6296
6297                 continue;
6298 next:
6299                 list_move_tail(&p->se.group_node, tasks);
6300         }
6301
6302         /*
6303          * Right now, this is one of only two places we collect this stat
6304          * so we can safely collect detach_one_task() stats here rather
6305          * than inside detach_one_task().
6306          */
6307         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], detached);
6308
6309         return detached;
6310 }
6311
6312 /*
6313  * attach_task() -- attach the task detached by detach_task() to its new rq.
6314  */
6315 static void attach_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6316 {
6317         lockdep_assert_held(&rq->lock);
6318
6319         BUG_ON(task_rq(p) != rq);
6320         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
6321         activate_task(rq, p, 0);
6322         check_preempt_curr(rq, p, 0);
6323 }
6324
6325 /*
6326  * attach_one_task() -- attaches the task returned from detach_one_task() to
6327  * its new rq.
6328  */
6329 static void attach_one_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6330 {
6331         raw_spin_lock(&rq->lock);
6332         attach_task(rq, p);
6333         raw_spin_unlock(&rq->lock);
6334 }
6335
6336 /*
6337  * attach_tasks() -- attaches all tasks detached by detach_tasks() to their
6338  * new rq.
6339  */
6340 static void attach_tasks(struct lb_env *env)
6341 {
6342         struct list_head *tasks = &env->tasks;
6343         struct task_struct *p;
6344
6345         raw_spin_lock(&env->dst_rq->lock);
6346
6347         while (!list_empty(tasks)) {
6348                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
6349                 list_del_init(&p->se.group_node);
6350
6351                 attach_task(env->dst_rq, p);
6352         }
6353
6354         raw_spin_unlock(&env->dst_rq->lock);
6355 }
6356
6357 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6358 static void update_blocked_averages(int cpu)
6359 {
6360         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6361         struct cfs_rq *cfs_rq;
6362         unsigned long flags;
6363
6364         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6365         update_rq_clock(rq);
6366
6367         /*
6368          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
6369          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
6370          */
6371         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
6372                 /* throttled entities do not contribute to load */
6373                 if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
6374                         continue;
6375
6376                 if (update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_task(cfs_rq), cfs_rq))
6377                         update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
6378         }
6379         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6380 }
6381
6382 /*
6383  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
6384  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
6385  * group is a fraction of its parents load.
6386  */
6387 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
6388 {
6389         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
6390         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
6391         unsigned long now = jiffies;
6392         unsigned long load;
6393
6394         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
6395                 return;
6396
6397         cfs_rq->h_load_next = NULL;
6398         for_each_sched_entity(se) {
6399                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6400                 cfs_rq->h_load_next = se;
6401                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
6402                         break;
6403         }
6404
6405         if (!se) {
6406                 cfs_rq->h_load = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
6407                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
6408         }
6409
6410         while ((se = cfs_rq->h_load_next) != NULL) {
6411                 load = cfs_rq->h_load;
6412                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg,
6413                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
6414                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6415                 cfs_rq->h_load = load;
6416                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
6417         }
6418 }
6419
6420 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
6421 {
6422         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
6423
6424         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
6425         return div64_ul(p->se.avg.load_avg * cfs_rq->h_load,
6426                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
6427 }
6428 #else
6429 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
6430 {
6431         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6432         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
6433         unsigned long flags;
6434
6435         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6436         update_rq_clock(rq);
6437         update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_task(cfs_rq), cfs_rq);
6438         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6439 }
6440
6441 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
6442 {
6443         return p->se.avg.load_avg;
6444 }
6445 #endif
6446
6447 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
6448
6449 enum group_type {
6450         group_other = 0,
6451         group_imbalanced,
6452         group_overloaded,
6453 };
6454
6455 /*
6456  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
6457  */
6458 struct sg_lb_stats {
6459         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
6460         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
6461         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
6462         unsigned long load_per_task;
6463         unsigned long group_capacity;
6464         unsigned long group_util; /* Total utilization of the group */
6465         unsigned int sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
6466         unsigned int idle_cpus;
6467         unsigned int group_weight;
6468         enum group_type group_type;
6469         int group_no_capacity;
6470 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6471         unsigned int nr_numa_running;
6472         unsigned int nr_preferred_running;
6473 #endif
6474 };
6475
6476 /*
6477  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
6478  *               during load balancing.
6479  */
6480 struct sd_lb_stats {
6481         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
6482         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
6483         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
6484         unsigned long total_capacity;   /* Total capacity of all groups in sd */
6485         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
6486
6487         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
6488         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
6489 };
6490
6491 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
6492 {
6493         /*
6494          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
6495          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
6496          * We must however clear busiest_stat::avg_load because
6497          * update_sd_pick_busiest() reads this before assignment.
6498          */
6499         *sds = (struct sd_lb_stats){
6500                 .busiest = NULL,
6501                 .local = NULL,
6502                 .total_load = 0UL,
6503                 .total_capacity = 0UL,
6504                 .busiest_stat = {
6505                         .avg_load = 0UL,
6506                         .sum_nr_running = 0,
6507                         .group_type = group_other,
6508                 },
6509         };
6510 }
6511
6512 /**
6513  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
6514  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
6515  * @idle: The idle status of the CPU for whose sd load_idx is obtained.
6516  *
6517  * Return: The load index.
6518  */
6519 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
6520                                         enum cpu_idle_type idle)
6521 {
6522         int load_idx;
6523
6524         switch (idle) {
6525         case CPU_NOT_IDLE:
6526                 load_idx = sd->busy_idx;
6527                 break;
6528
6529         case CPU_NEWLY_IDLE:
6530                 load_idx = sd->newidle_idx;
6531                 break;
6532         default:
6533                 load_idx = sd->idle_idx;
6534                 break;
6535         }
6536
6537         return load_idx;
6538 }
6539
6540 static unsigned long scale_rt_capacity(int cpu)
6541 {
6542         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6543         u64 total, used, age_stamp, avg;
6544         s64 delta;
6545
6546         /*
6547          * Since we're reading these variables without serialization make sure
6548          * we read them once before doing sanity checks on them.
6549          */
6550         age_stamp = READ_ONCE(rq->age_stamp);
6551         avg = READ_ONCE(rq->rt_avg);
6552         delta = __rq_clock_broken(rq) - age_stamp;
6553
6554         if (unlikely(delta < 0))
6555                 delta = 0;
6556
6557         total = sched_avg_period() + delta;
6558
6559         used = div_u64(avg, total);
6560
6561         if (likely(used < SCHED_CAPACITY_SCALE))
6562                 return SCHED_CAPACITY_SCALE - used;
6563
6564         return 1;
6565 }
6566
6567 static void update_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
6568 {
6569         unsigned long capacity = arch_scale_cpu_capacity(sd, cpu);
6570         struct sched_group *sdg = sd->groups;
6571
6572         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig = capacity;
6573
6574         capacity *= scale_rt_capacity(cpu);
6575         capacity >>= SCHED_CAPACITY_SHIFT;
6576
6577         if (!capacity)
6578                 capacity = 1;
6579
6580         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity = capacity;
6581         sdg->sgc->capacity = capacity;
6582 }
6583
6584 void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
6585 {
6586         struct sched_domain *child = sd->child;
6587         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
6588         unsigned long capacity;
6589         unsigned long interval;
6590
6591         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
6592         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
6593         sdg->sgc->next_update = jiffies + interval;
6594
6595         if (!child) {
6596                 update_cpu_capacity(sd, cpu);
6597                 return;
6598         }
6599
6600         capacity = 0;
6601
6602         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
6603                 /*
6604                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
6605                  * span the current group.
6606                  */
6607
6608                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg)) {
6609                         struct sched_group_capacity *sgc;
6610                         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6611
6612                         /*
6613                          * build_sched_domains() -> init_sched_groups_capacity()
6614                          * gets here before we've attached the domains to the
6615                          * runqueues.
6616                          *
6617                          * Use capacity_of(), which is set irrespective of domains
6618                          * in update_cpu_capacity().
6619                          *
6620                          * This avoids capacity from being 0 and
6621                          * causing divide-by-zero issues on boot.
6622                          */
6623                         if (unlikely(!rq->sd)) {
6624                                 capacity += capacity_of(cpu);
6625                                 continue;
6626                         }
6627
6628                         sgc = rq->sd->groups->sgc;
6629                         capacity += sgc->capacity;
6630                 }
6631         } else  {
6632                 /*
6633                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
6634                  * span the current group.
6635                  */ 
6636
6637                 group = child->groups;
6638                 do {
6639                         capacity += group->sgc->capacity;
6640                         group = group->next;
6641                 } while (group != child->groups);
6642         }
6643
6644         sdg->sgc->capacity = capacity;
6645 }
6646
6647 /*
6648  * Check whether the capacity of the rq has been noticeably reduced by side
6649  * activity. The imbalance_pct is used for the threshold.
6650  * Return true is the capacity is reduced
6651  */
6652 static inline int
6653 check_cpu_capacity(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
6654 {
6655         return ((rq->cpu_capacity * sd->imbalance_pct) <
6656                                 (rq->cpu_capacity_orig * 100));
6657 }
6658
6659 /*
6660  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
6661  * groups is inadequate due to tsk_cpus_allowed() constraints.
6662  *
6663  * Imagine a situation of two groups of 4 cpus each and 4 tasks each with a
6664  * cpumask covering 1 cpu of the first group and 3 cpus of the second group.
6665  * Something like:
6666  *
6667  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
6668  *              *     * * *
6669  *
6670  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
6671  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
6672  * cpu 3 and leave one of the cpus in the second group unused.
6673  *
6674  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
6675  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
6676  * moving tasks due to affinity constraints.
6677  *
6678  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
6679  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
6680  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
6681  * to create an effective group imbalance.
6682  *
6683  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
6684  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
6685  * subtle and fragile situation.
6686  */
6687
6688 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
6689 {
6690         return group->sgc->imbalance;
6691 }
6692
6693 /*
6694  * group_has_capacity returns true if the group has spare capacity that could
6695  * be used by some tasks.
6696  * We consider that a group has spare capacity if the  * number of task is
6697  * smaller than the number of CPUs or if the utilization is lower than the
6698  * available capacity for CFS tasks.
6699  * For the latter, we use a threshold to stabilize the state, to take into
6700  * account the variance of the tasks' load and to return true if the available
6701  * capacity in meaningful for the load balancer.
6702  * As an example, an available capacity of 1% can appear but it doesn't make
6703  * any benefit for the load balance.
6704  */
6705 static inline bool
6706 group_has_capacity(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
6707 {
6708         if (sgs->sum_nr_running < sgs->group_weight)
6709                 return true;
6710
6711         if ((sgs->group_capacity * 100) >
6712                         (sgs->group_util * env->sd->imbalance_pct))
6713                 return true;
6714
6715         return false;
6716 }
6717
6718 /*
6719  *  group_is_overloaded returns true if the group has more tasks than it can
6720  *  handle.
6721  *  group_is_overloaded is not equals to !group_has_capacity because a group
6722  *  with the exact right number of tasks, has no more spare capacity but is not
6723  *  overloaded so both group_has_capacity and group_is_overloaded return
6724  *  false.
6725  */
6726 static inline bool
6727 group_is_overloaded(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
6728 {
6729         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight)
6730                 return false;
6731
6732         if ((sgs->group_capacity * 100) <
6733                         (sgs->group_util * env->sd->imbalance_pct))
6734                 return true;
6735
6736         return false;
6737 }
6738
6739 static inline enum
6740 group_type group_classify(struct sched_group *group,
6741                           struct sg_lb_stats *sgs)
6742 {
6743         if (sgs->group_no_capacity)
6744                 return group_overloaded;
6745
6746         if (sg_imbalanced(group))
6747                 return group_imbalanced;
6748
6749         return group_other;
6750 }
6751
6752 /**
6753  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
6754  * @env: The load balancing environment.
6755  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
6756  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
6757  * @local_group: Does group contain this_cpu.
6758  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
6759  * @overload: Indicate more than one runnable task for any CPU.
6760  * @overutilized: Indicate overutilization for any CPU.
6761  */
6762 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
6763                         struct sched_group *group, int load_idx,
6764                         int local_group, struct sg_lb_stats *sgs,
6765                         bool *overload, bool *overutilized)
6766 {
6767         unsigned long load;
6768         int i;
6769
6770         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
6771
6772         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
6773                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
6774
6775                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
6776                 if (local_group)
6777                         load = target_load(i, load_idx);
6778                 else
6779                         load = source_load(i, load_idx);
6780
6781                 sgs->group_load += load;
6782                 sgs->group_util += cpu_util(i);
6783                 sgs->sum_nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
6784
6785                 if (rq->nr_running > 1)
6786                         *overload = true;
6787
6788 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6789                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
6790                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
6791 #endif
6792                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
6793                 if (idle_cpu(i))
6794                         sgs->idle_cpus++;
6795
6796                 if (cpu_overutilized(i))
6797                         *overutilized = true;
6798         }
6799
6800         /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
6801         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
6802         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_CAPACITY_SCALE) / sgs->group_capacity;
6803
6804         if (sgs->sum_nr_running)
6805                 sgs->load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
6806
6807         sgs->group_weight = group->group_weight;
6808
6809         sgs->group_no_capacity = group_is_overloaded(env, sgs);
6810         sgs->group_type = group_classify(group, sgs);
6811 }
6812
6813 /**
6814  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
6815  * @env: The load balancing environment.
6816  * @sds: sched_domain statistics
6817  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
6818  * @sgs: sched_group statistics
6819  *
6820  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
6821  * busiest group.
6822  *
6823  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
6824  * busiest group. %false otherwise.
6825  */
6826 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
6827                                    struct sd_lb_stats *sds,
6828                                    struct sched_group *sg,
6829                                    struct sg_lb_stats *sgs)
6830 {
6831         struct sg_lb_stats *busiest = &sds->busiest_stat;
6832
6833         if (sgs->group_type > busiest->group_type)
6834                 return true;
6835
6836         if (sgs->group_type < busiest->group_type)
6837                 return false;
6838
6839         if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
6840                 return false;
6841
6842         /* This is the busiest node in its class. */
6843         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
6844                 return true;
6845
6846         /*
6847          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
6848          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
6849          * higher than ourself as busy.
6850          */
6851         if (sgs->sum_nr_running && env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
6852                 if (!sds->busiest)
6853                         return true;
6854
6855                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
6856                         return true;
6857         }
6858
6859         return false;
6860 }
6861
6862 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6863 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
6864 {
6865         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_numa_running)
6866                 return regular;
6867         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
6868                 return remote;
6869         return all;
6870 }
6871
6872 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
6873 {
6874         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
6875                 return regular;
6876         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
6877                 return remote;
6878         return all;
6879 }
6880 #else
6881 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
6882 {
6883         return all;
6884 }
6885
6886 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
6887 {
6888         return regular;
6889 }
6890 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
6891
6892 /**
6893  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
6894  * @env: The load balancing environment.
6895  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
6896  */
6897 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6898 {
6899         struct sched_domain *child = env->sd->child;
6900         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
6901         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
6902         int load_idx, prefer_sibling = 0;
6903         bool overload = false, overutilized = false;
6904
6905         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
6906                 prefer_sibling = 1;
6907
6908         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
6909
6910         do {
6911                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
6912                 int local_group;
6913
6914                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
6915                 if (local_group) {
6916                         sds->local = sg;
6917                         sgs = &sds->local_stat;
6918
6919                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
6920                             time_after_eq(jiffies, sg->sgc->next_update))
6921                                 update_group_capacity(env->sd, env->dst_cpu);
6922                 }
6923
6924                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, sgs,
6925                                                 &overload, &overutilized);
6926
6927                 if (local_group)
6928                         goto next_group;
6929
6930                 /*
6931                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
6932                  * first, lower the sg capacity so that we'll try
6933                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
6934                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
6935                  * these excess tasks. The extra check prevents the case where
6936                  * you always pull from the heaviest group when it is already
6937                  * under-utilized (possible with a large weight task outweighs
6938                  * the tasks on the system).
6939                  */
6940                 if (prefer_sibling && sds->local &&
6941                     group_has_capacity(env, &sds->local_stat) &&
6942                     (sgs->sum_nr_running > 1)) {
6943                         sgs->group_no_capacity = 1;
6944                         sgs->group_type = group_classify(sg, sgs);
6945                 }
6946
6947                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
6948                         sds->busiest = sg;
6949                         sds->busiest_stat = *sgs;
6950                 }
6951
6952 next_group:
6953                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
6954                 sds->total_load += sgs->group_load;
6955                 sds->total_capacity += sgs->group_capacity;
6956
6957                 sg = sg->next;
6958         } while (sg != env->sd->groups);
6959
6960         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
6961                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
6962
6963         env->src_grp_nr_running = sds->busiest_stat.sum_nr_running;
6964
6965         if (!env->sd->parent) {
6966                 /* update overload indicator if we are at root domain */
6967                 if (env->dst_rq->rd->overload != overload)
6968                         env->dst_rq->rd->overload = overload;
6969
6970                 /* Update over-utilization (tipping point, U >= 0) indicator */
6971                 if (env->dst_rq->rd->overutilized != overutilized)
6972                         env->dst_rq->rd->overutilized = overutilized;
6973         } else {
6974                 if (!env->dst_rq->rd->overutilized && overutilized)
6975                         env->dst_rq->rd->overutilized = true;
6976         }
6977 }
6978
6979 /**
6980  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
6981  *                      sched doman.
6982  *
6983  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
6984  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
6985  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
6986  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
6987  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
6988  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
6989  *
6990  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
6991  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
6992  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
6993  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
6994  * number.
6995  *
6996  * Return: 1 when packing is required and a task should be moved to
6997  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
6998  *
6999  * @env: The load balancing environment.
7000  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
7001  */
7002 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
7003 {
7004         int busiest_cpu;
7005
7006         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
7007                 return 0;
7008
7009         if (!sds->busiest)
7010                 return 0;
7011
7012         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
7013         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
7014                 return 0;
7015
7016         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
7017                 sds->busiest_stat.avg_load * sds->busiest_stat.group_capacity,
7018                 SCHED_CAPACITY_SCALE);
7019
7020         return 1;
7021 }
7022
7023 /**
7024  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
7025  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
7026  *                      load balancing.
7027  * @env: The load balancing environment.
7028  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
7029  */
7030 static inline
7031 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
7032 {
7033         unsigned long tmp, capa_now = 0, capa_move = 0;
7034         unsigned int imbn = 2;
7035         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
7036         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
7037
7038         local = &sds->local_stat;
7039         busiest = &sds->busiest_stat;
7040
7041         if (!local->sum_nr_running)
7042                 local->load_per_task = cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
7043         else if (busiest->load_per_task > local->load_per_task)
7044                 imbn = 1;
7045
7046         scaled_busy_load_per_task =
7047                 (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
7048                 busiest->group_capacity;
7049
7050         if (busiest->avg_load + scaled_busy_load_per_task >=
7051             local->avg_load + (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
7052                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
7053                 return;
7054         }
7055
7056         /*
7057          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
7058          * however we may be able to increase total CPU capacity used by
7059          * moving them.
7060          */
7061
7062         capa_now += busiest->group_capacity *
7063                         min(busiest->load_per_task, busiest->avg_load);
7064         capa_now += local->group_capacity *
7065                         min(local->load_per_task, local->avg_load);
7066         capa_now /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
7067
7068         /* Amount of load we'd subtract */
7069         if (busiest->avg_load > scaled_busy_load_per_task) {
7070                 capa_move += busiest->group_capacity *
7071                             min(busiest->load_per_task,
7072                                 busiest->avg_load - scaled_busy_load_per_task);
7073         }
7074
7075         /* Amount of load we'd add */
7076         if (busiest->avg_load * busiest->group_capacity <
7077             busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) {
7078                 tmp = (busiest->avg_load * busiest->group_capacity) /
7079                       local->group_capacity;
7080         } else {
7081                 tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
7082                       local->group_capacity;
7083         }
7084         capa_move += local->group_capacity *
7085                     min(local->load_per_task, local->avg_load + tmp);
7086         capa_move /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
7087
7088         /* Move if we gain throughput */
7089         if (capa_move > capa_now)
7090                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
7091 }
7092
7093 /**
7094  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
7095  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
7096  * @env: load balance environment
7097  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
7098  */
7099 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
7100 {
7101         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
7102         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
7103
7104         local = &sds->local_stat;
7105         busiest = &sds->busiest_stat;
7106
7107         if (busiest->group_type == group_imbalanced) {
7108                 /*
7109                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
7110                  * to ensure cpu-load equilibrium, look at wider averages. XXX
7111                  */
7112                 busiest->load_per_task =
7113                         min(busiest->load_per_task, sds->avg_load);
7114         }
7115
7116         /*
7117          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
7118          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
7119          * its cpu_capacity, while calculating max_load..)
7120          */
7121         if (busiest->avg_load <= sds->avg_load ||
7122             local->avg_load >= sds->avg_load) {
7123                 env->imbalance = 0;
7124                 return fix_small_imbalance(env, sds);
7125         }
7126
7127         /*
7128          * If there aren't any idle cpus, avoid creating some.
7129          */
7130         if (busiest->group_type == group_overloaded &&
7131             local->group_type   == group_overloaded) {
7132                 load_above_capacity = busiest->sum_nr_running *
7133                                         SCHED_LOAD_SCALE;
7134                 if (load_above_capacity > busiest->group_capacity)
7135                         load_above_capacity -= busiest->group_capacity;
7136                 else
7137                         load_above_capacity = ~0UL;
7138         }
7139
7140         /*
7141          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
7142          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
7143          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
7144          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
7145          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
7146          * for the minimum possible imbalance.
7147          */
7148         max_pull = min(busiest->avg_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
7149
7150         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
7151         env->imbalance = min(
7152                 max_pull * busiest->group_capacity,
7153                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_capacity
7154         ) / SCHED_CAPACITY_SCALE;
7155
7156         /*
7157          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
7158          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
7159          * a think about bumping its value to force at least one task to be
7160          * moved
7161          */
7162         if (env->imbalance < busiest->load_per_task)
7163                 return fix_small_imbalance(env, sds);
7164 }
7165
7166 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
7167
7168 /**
7169  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
7170  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
7171  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
7172  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
7173  * such a group exists.
7174  *
7175  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
7176  * to restore balance.
7177  *
7178  * @env: The load balancing environment.
7179  *
7180  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
7181  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
7182  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
7183  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
7184  */
7185 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
7186 {
7187         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
7188         struct sd_lb_stats sds;
7189
7190         init_sd_lb_stats(&sds);
7191
7192         /*
7193          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
7194          * this level.
7195          */
7196         update_sd_lb_stats(env, &sds);
7197
7198         if (energy_aware() && !env->dst_rq->rd->overutilized)
7199                 goto out_balanced;
7200
7201         local = &sds.local_stat;
7202         busiest = &sds.busiest_stat;
7203
7204         /* ASYM feature bypasses nice load balance check */
7205         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
7206             check_asym_packing(env, &sds))
7207                 return sds.busiest;
7208
7209         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
7210         if (!sds.busiest || busiest->sum_nr_running == 0)
7211                 goto out_balanced;
7212
7213         sds.avg_load = (SCHED_CAPACITY_SCALE * sds.total_load)
7214                                                 / sds.total_capacity;
7215
7216         /*
7217          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
7218          * work because they assume all things are equal, which typically
7219          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
7220          */
7221         if (busiest->group_type == group_imbalanced)
7222                 goto force_balance;
7223
7224         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
7225         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && group_has_capacity(env, local) &&
7226             busiest->group_no_capacity)
7227                 goto force_balance;
7228
7229         /*
7230          * If the local group is busier than the selected busiest group
7231          * don't try and pull any tasks.
7232          */
7233         if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
7234                 goto out_balanced;
7235
7236         /*
7237          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
7238          * average load.
7239          */
7240         if (local->avg_load >= sds.avg_load)
7241                 goto out_balanced;
7242
7243         if (env->idle == CPU_IDLE) {
7244                 /*
7245                  * This cpu is idle. If the busiest group is not overloaded
7246                  * and there is no imbalance between this and busiest group
7247                  * wrt idle cpus, it is balanced. The imbalance becomes
7248                  * significant if the diff is greater than 1 otherwise we
7249                  * might end up to just move the imbalance on another group
7250                  */
7251                 if ((busiest->group_type != group_overloaded) &&
7252                                 (local->idle_cpus <= (busiest->idle_cpus + 1)))
7253                         goto out_balanced;
7254         } else {
7255                 /*
7256                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
7257                  * imbalance_pct to be conservative.
7258                  */
7259                 if (100 * busiest->avg_load <=
7260                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
7261                         goto out_balanced;
7262         }
7263
7264 force_balance:
7265         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
7266         calculate_imbalance(env, &sds);
7267         return sds.busiest;
7268
7269 out_balanced:
7270         env->imbalance = 0;
7271         return NULL;
7272 }
7273
7274 /*
7275  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
7276  */
7277 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
7278                                      struct sched_group *group)
7279 {
7280         struct rq *busiest = NULL, *rq;
7281         unsigned long busiest_load = 0, busiest_capacity = 1;
7282         int i;
7283
7284         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
7285                 unsigned long capacity, wl;
7286                 enum fbq_type rt;
7287
7288                 rq = cpu_rq(i);
7289                 rt = fbq_classify_rq(rq);
7290
7291                 /*
7292                  * We classify groups/runqueues into three groups:
7293                  *  - regular: there are !numa tasks
7294                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
7295                  *  - all:     there is no distinction
7296                  *
7297                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
7298                  * ignore those when there's better options.
7299                  *
7300                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
7301                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
7302                  * queue by moving tasks around inside the node.
7303                  *
7304                  * If we cannot move enough load due to this classification
7305                  * the next pass will adjust the group classification and
7306                  * allow migration of more tasks.
7307                  *
7308                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
7309                  */
7310                 if (rt > env->fbq_type)
7311                         continue;
7312
7313                 capacity = capacity_of(i);
7314
7315                 wl = weighted_cpuload(i);
7316
7317                 /*
7318                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
7319                  * which is not scaled with the cpu capacity.
7320                  */
7321
7322                 if (rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance &&
7323                     !check_cpu_capacity(rq, env->sd))
7324                         continue;
7325
7326                 /*
7327                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
7328                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu capacity, so
7329                  * that the load can be moved away from the cpu that is
7330                  * potentially running at a lower capacity.
7331                  *
7332                  * Thus we're looking for max(wl_i / capacity_i), crosswise
7333                  * multiplication to rid ourselves of the division works out
7334                  * to: wl_i * capacity_j > wl_j * capacity_i;  where j is
7335                  * our previous maximum.
7336                  */
7337                 if (wl * busiest_capacity > busiest_load * capacity) {
7338                         busiest_load = wl;
7339                         busiest_capacity = capacity;
7340                         busiest = rq;
7341                 }
7342         }
7343
7344         return busiest;
7345 }
7346
7347 /*
7348  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
7349  * so long as it is large enough.
7350  */
7351 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
7352
7353 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
7354 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
7355
7356 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
7357 {
7358         struct sched_domain *sd = env->sd;
7359
7360         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
7361
7362                 /*
7363                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
7364                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
7365                  * lowest numbered CPUs.
7366                  */
7367                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
7368                         return 1;
7369         }
7370
7371         /*
7372          * The dst_cpu is idle and the src_cpu CPU has only 1 CFS task.
7373          * It's worth migrating the task if the src_cpu's capacity is reduced
7374          * because of other sched_class or IRQs if more capacity stays
7375          * available on dst_cpu.
7376          */
7377         if ((env->idle != CPU_NOT_IDLE) &&
7378             (env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1)) {
7379                 if ((check_cpu_capacity(env->src_rq, sd)) &&
7380                     (capacity_of(env->src_cpu)*sd->imbalance_pct < capacity_of(env->dst_cpu)*100))
7381                         return 1;
7382         }
7383
7384         if ((capacity_of(env->src_cpu) < capacity_of(env->dst_cpu)) &&
7385                                 env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1 &&
7386                                 cpu_overutilized(env->src_cpu) &&
7387                                 !cpu_overutilized(env->dst_cpu)) {
7388                         return 1;
7389         }
7390
7391         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
7392 }
7393
7394 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
7395
7396 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
7397 {
7398         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
7399         struct cpumask *sg_cpus, *sg_mask;
7400         int cpu, balance_cpu = -1;
7401
7402         /*
7403          * In the newly idle case, we will allow all the cpu's
7404          * to do the newly idle load balance.
7405          */
7406         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
7407                 return 1;
7408
7409         sg_cpus = sched_group_cpus(sg);
7410         sg_mask = sched_group_mask(sg);
7411         /* Try to find first idle cpu */
7412         for_each_cpu_and(cpu, sg_cpus, env->cpus) {
7413                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, sg_mask) || !idle_cpu(cpu))
7414                         continue;
7415
7416                 balance_cpu = cpu;
7417                 break;
7418         }
7419
7420         if (balance_cpu == -1)
7421                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
7422
7423         /*
7424          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
7425          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
7426          */
7427         return balance_cpu == env->dst_cpu;
7428 }
7429
7430 /*
7431  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
7432  * tasks if there is an imbalance.
7433  */
7434 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
7435                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
7436                         int *continue_balancing)
7437 {
7438         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
7439         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
7440         struct sched_group *group;
7441         struct rq *busiest;
7442         unsigned long flags;
7443         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(load_balance_mask);
7444
7445         struct lb_env env = {
7446                 .sd             = sd,
7447                 .dst_cpu        = this_cpu,
7448                 .dst_rq         = this_rq,
7449                 .dst_grpmask    = sched_group_cpus(sd->groups),
7450                 .idle           = idle,
7451                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
7452                 .cpus           = cpus,
7453                 .fbq_type       = all,
7454                 .tasks          = LIST_HEAD_INIT(env.tasks),
7455         };
7456
7457         /*
7458          * For NEWLY_IDLE load_balancing, we don't need to consider
7459          * other cpus in our group
7460          */
7461         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
7462                 env.dst_grpmask = NULL;
7463
7464         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
7465
7466         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
7467
7468 redo:
7469         if (!should_we_balance(&env)) {
7470                 *continue_balancing = 0;
7471                 goto out_balanced;
7472         }
7473
7474         group = find_busiest_group(&env);
7475         if (!group) {
7476                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
7477                 goto out_balanced;
7478         }
7479
7480         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
7481         if (!busiest) {
7482                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
7483                 goto out_balanced;
7484         }
7485
7486         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
7487
7488         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
7489
7490         env.src_cpu = busiest->cpu;
7491         env.src_rq = busiest;
7492
7493         ld_moved = 0;
7494         if (busiest->nr_running > 1) {
7495                 /*
7496                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
7497                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
7498                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
7499                  * correctly treated as an imbalance.
7500                  */
7501                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
7502                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
7503
7504 more_balance:
7505                 raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
7506
7507                 /*
7508                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
7509                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
7510                  */
7511                 cur_ld_moved = detach_tasks(&env);
7512
7513                 /*
7514                  * We've detached some tasks from busiest_rq. Every
7515                  * task is masked "TASK_ON_RQ_MIGRATING", so we can safely
7516                  * unlock busiest->lock, and we are able to be sure
7517                  * that nobody can manipulate the tasks in parallel.
7518                  * See task_rq_lock() family for the details.
7519                  */
7520
7521                 raw_spin_unlock(&busiest->lock);
7522
7523                 if (cur_ld_moved) {
7524                         attach_tasks(&env);
7525                         ld_moved += cur_ld_moved;
7526                 }
7527
7528                 local_irq_restore(flags);
7529
7530                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
7531                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
7532                         goto more_balance;
7533                 }
7534
7535                 /*
7536                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
7537                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
7538                  * where they can run. The upper limit on how many times we
7539                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
7540                  * sched_group.
7541                  *
7542                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
7543                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
7544                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
7545                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
7546                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
7547                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
7548                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
7549                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
7550                  * This however should not happen so much in practice and
7551                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
7552                  * excess load moved.
7553                  */
7554                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
7555
7556                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
7557                         cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
7558
7559                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
7560                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
7561                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
7562                         env.loop         = 0;
7563                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
7564
7565                         /*
7566                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
7567                          * need to continue with same src_cpu.
7568                          */
7569                         goto more_balance;
7570                 }
7571
7572                 /*
7573                  * We failed to reach balance because of affinity.
7574                  */
7575                 if (sd_parent) {
7576                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
7577
7578                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0)
7579                                 *group_imbalance = 1;
7580                 }
7581
7582                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
7583                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
7584                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
7585                         if (!cpumask_empty(cpus)) {
7586                                 env.loop = 0;
7587                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
7588                                 goto redo;
7589                         }
7590                         goto out_all_pinned;
7591                 }
7592         }
7593
7594         if (!ld_moved) {
7595                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
7596                 /*
7597                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
7598                  * We do not want newidle balance, which can be very
7599                  * frequent, pollute the failure counter causing
7600                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
7601                  */
7602                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
7603                         if (env.src_grp_nr_running > 1)
7604                                 sd->nr_balance_failed++;
7605
7606                 if (need_active_balance(&env)) {
7607                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
7608
7609                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
7610                          * if the curr task on busiest cpu can't be
7611                          * moved to this_cpu
7612                          */
7613                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
7614                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
7615                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
7616                                                             flags);
7617                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
7618                                 goto out_one_pinned;
7619                         }
7620
7621                         /*
7622                          * ->active_balance synchronizes accesses to
7623                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
7624                          * only after active load balance is finished.
7625                          */
7626                         if (!busiest->active_balance) {
7627                                 busiest->active_balance = 1;
7628                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
7629                                 active_balance = 1;
7630                         }
7631                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
7632
7633                         if (active_balance) {
7634                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
7635                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
7636                                         &busiest->active_balance_work);
7637                         }
7638
7639                         /*
7640                          * We've kicked active balancing, reset the failure
7641                          * counter.
7642                          */
7643                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
7644                 }
7645         } else
7646                 sd->nr_balance_failed = 0;
7647
7648         if (likely(!active_balance)) {
7649                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
7650                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
7651         } else {
7652                 /*
7653                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
7654                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
7655                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
7656                  * detach_tasks).
7657                  */
7658                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
7659                         sd->balance_interval *= 2;
7660         }
7661
7662         goto out;
7663
7664 out_balanced:
7665         /*
7666          * We reach balance although we may have faced some affinity
7667          * constraints. Clear the imbalance flag if it was set.
7668          */
7669         if (sd_parent) {
7670                 int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
7671
7672                 if (*group_imbalance)
7673                         *group_imbalance = 0;
7674         }
7675
7676 out_all_pinned:
7677         /*
7678          * We reach balance because all tasks are pinned at this level so
7679          * we can't migrate them. Let the imbalance flag set so parent level
7680          * can try to migrate them.
7681          */
7682         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
7683
7684         sd->nr_balance_failed = 0;
7685
7686 out_one_pinned:
7687         /* tune up the balancing interval */
7688         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
7689                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
7690                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
7691                 sd->balance_interval *= 2;
7692
7693         ld_moved = 0;
7694 out:
7695         return ld_moved;
7696 }
7697
7698 static inline unsigned long
7699 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
7700 {
7701         unsigned long interval = sd->balance_interval;
7702
7703         if (cpu_busy)
7704                 interval *= sd->busy_factor;
7705
7706         /* scale ms to jiffies */
7707         interval = msecs_to_jiffies(interval);
7708         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
7709
7710         return interval;
7711 }
7712
7713 static inline void
7714 update_next_balance(struct sched_domain *sd, int cpu_busy, unsigned long *next_balance)
7715 {
7716         unsigned long interval, next;
7717
7718         interval = get_sd_balance_interval(sd, cpu_busy);
7719         next = sd->last_balance + interval;
7720
7721         if (time_after(*next_balance, next))
7722                 *next_balance = next;
7723 }
7724
7725 /*
7726  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
7727  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
7728  */
7729 static int idle_balance(struct rq *this_rq)
7730 {
7731         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
7732         int this_cpu = this_rq->cpu;
7733         struct sched_domain *sd;
7734         int pulled_task = 0;
7735         u64 curr_cost = 0;
7736
7737         idle_enter_fair(this_rq);
7738
7739         /*
7740          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
7741          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
7742          */
7743         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
7744
7745         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost ||
7746             !this_rq->rd->overload) {
7747                 rcu_read_lock();
7748                 sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
7749                 if (sd)
7750                         update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
7751                 rcu_read_unlock();
7752
7753                 goto out;
7754         }
7755
7756         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
7757
7758         update_blocked_averages(this_cpu);
7759         rcu_read_lock();
7760         for_each_domain(this_cpu, sd) {
7761                 int continue_balancing = 1;
7762                 u64 t0, domain_cost;
7763
7764                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
7765                         continue;
7766
7767                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost) {
7768                         update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
7769                         break;
7770                 }
7771
7772                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
7773                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
7774
7775                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
7776                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
7777                                                    &continue_balancing);
7778
7779                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
7780                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
7781                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
7782
7783                         curr_cost += domain_cost;
7784                 }
7785
7786                 update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
7787
7788                 /*
7789                  * Stop searching for tasks to pull if there are
7790                  * now runnable tasks on this rq.
7791                  */
7792                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0)
7793                         break;
7794         }
7795         rcu_read_unlock();
7796
7797         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
7798
7799         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
7800                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
7801
7802         /*
7803          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
7804          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
7805          * pretend we pulled a task.
7806          */
7807         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
7808                 pulled_task = 1;
7809
7810 out:
7811         /* Move the next balance forward */
7812         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
7813                 this_rq->next_balance = next_balance;
7814
7815         /* Is there a task of a high priority class? */
7816         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
7817                 pulled_task = -1;
7818
7819         if (pulled_task) {
7820                 idle_exit_fair(this_rq);
7821                 this_rq->idle_stamp = 0;
7822         }
7823
7824         return pulled_task;
7825 }
7826
7827 /*
7828  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
7829  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
7830  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
7831  * avoids physical / logical imbalances.
7832  */
7833 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
7834 {
7835         struct rq *busiest_rq = data;
7836         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
7837         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
7838         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
7839         struct sched_domain *sd;
7840         struct task_struct *p = NULL;
7841
7842         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
7843
7844         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
7845         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
7846                      !busiest_rq->active_balance))
7847                 goto out_unlock;
7848
7849         /* Is there any task to move? */
7850         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
7851                 goto out_unlock;
7852
7853         /*
7854          * This condition is "impossible", if it occurs
7855          * we need to fix it. Originally reported by
7856          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
7857          */
7858         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
7859
7860         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
7861         rcu_read_lock();
7862         for_each_domain(target_cpu, sd) {
7863                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
7864                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
7865                                 break;
7866         }
7867
7868         if (likely(sd)) {
7869                 struct lb_env env = {
7870                         .sd             = sd,
7871                         .dst_cpu        = target_cpu,
7872                         .dst_rq         = target_rq,
7873                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
7874                         .src_rq         = busiest_rq,
7875                         .idle           = CPU_IDLE,
7876                 };
7877
7878                 schedstat_inc(sd, alb_count);
7879
7880                 p = detach_one_task(&env);
7881                 if (p)
7882                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
7883                 else
7884                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
7885         }
7886         rcu_read_unlock();
7887 out_unlock:
7888         busiest_rq->active_balance = 0;
7889         raw_spin_unlock(&busiest_rq->lock);
7890
7891         if (p)
7892                 attach_one_task(target_rq, p);
7893
7894         local_irq_enable();
7895
7896         return 0;
7897 }
7898
7899 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
7900 {
7901         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
7902 }
7903
7904 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7905 /*
7906  * idle load balancing details
7907  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
7908  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
7909  *   load balancing for all the idle CPUs.
7910  */
7911 static struct {
7912         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
7913         atomic_t nr_cpus;
7914         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
7915 } nohz ____cacheline_aligned;
7916
7917 static inline int find_new_ilb(void)
7918 {
7919         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
7920
7921         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
7922                 return ilb;
7923
7924         return nr_cpu_ids;
7925 }
7926
7927 /*
7928  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
7929  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
7930  * CPU (if there is one).
7931  */
7932 static void nohz_balancer_kick(void)
7933 {
7934         int ilb_cpu;
7935
7936         nohz.next_balance++;
7937
7938         ilb_cpu = find_new_ilb();
7939
7940         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
7941                 return;
7942
7943         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
7944                 return;
7945         /*
7946          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
7947          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
7948          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
7949          * will be run before returning from the IPI.
7950          */
7951         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
7952         return;
7953 }
7954
7955 static inline void nohz_balance_exit_idle(int cpu)
7956 {
7957         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
7958                 /*
7959                  * Completely isolated CPUs don't ever set, so we must test.
7960                  */
7961                 if (likely(cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))) {
7962                         cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
7963                         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
7964                 }
7965                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
7966         }
7967 }
7968
7969 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
7970 {
7971         struct sched_domain *sd;
7972         int cpu = smp_processor_id();
7973
7974         rcu_read_lock();
7975         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
7976
7977         if (!sd || !sd->nohz_idle)
7978                 goto unlock;
7979         sd->nohz_idle = 0;
7980
7981         atomic_inc(&sd->groups->sgc->nr_busy_cpus);
7982 unlock:
7983         rcu_read_unlock();
7984 }
7985
7986 void set_cpu_sd_state_idle(void)
7987 {
7988         struct sched_domain *sd;
7989         int cpu = smp_processor_id();
7990
7991         rcu_read_lock();
7992         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
7993
7994         if (!sd || sd->nohz_idle)
7995                 goto unlock;
7996         sd->nohz_idle = 1;
7997
7998         atomic_dec(&sd->groups->sgc->nr_busy_cpus);
7999 unlock:
8000         rcu_read_unlock();
8001 }
8002
8003 /*
8004  * This routine will record that the cpu is going idle with tick stopped.
8005  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
8006  */
8007 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
8008 {
8009         /*
8010          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
8011          */
8012         if (!cpu_active(cpu))
8013                 return;
8014
8015         if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
8016                 return;
8017
8018         /*
8019          * If we're a completely isolated CPU, we don't play.
8020          */
8021         if (on_null_domain(cpu_rq(cpu)))
8022                 return;
8023
8024         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
8025         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
8026         set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
8027 }
8028
8029 static int sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
8030                                         unsigned long action, void *hcpu)
8031 {
8032         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
8033         case CPU_DYING:
8034                 nohz_balance_exit_idle(smp_processor_id());
8035                 return NOTIFY_OK;
8036         default:
8037                 return NOTIFY_DONE;
8038         }
8039 }
8040 #endif
8041
8042 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
8043
8044 /*
8045  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
8046  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
8047  */
8048 void update_max_interval(void)
8049 {
8050         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
8051 }
8052
8053 /*
8054  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
8055  * and initiates a balancing operation if so.
8056  *
8057  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
8058  */
8059 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
8060 {
8061         int continue_balancing = 1;
8062         int cpu = rq->cpu;
8063         unsigned long interval;
8064         struct sched_domain *sd;
8065         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
8066         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
8067         int update_next_balance = 0;
8068         int need_serialize, need_decay = 0;
8069         u64 max_cost = 0;
8070
8071         update_blocked_averages(cpu);
8072
8073         rcu_read_lock();
8074         for_each_domain(cpu, sd) {
8075                 /*
8076                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
8077                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
8078                  */
8079                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
8080                         sd->max_newidle_lb_cost =
8081                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
8082                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
8083                         need_decay = 1;
8084                 }
8085                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
8086
8087                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
8088                         continue;
8089
8090                 /*
8091                  * Stop the load balance at this level. There is another
8092                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
8093                  * actively.
8094                  */
8095                 if (!continue_balancing) {
8096                         if (need_decay)
8097                                 continue;
8098                         break;
8099                 }
8100
8101                 interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
8102
8103                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
8104                 if (need_serialize) {
8105                         if (!spin_trylock(&balancing))
8106                                 goto out;
8107                 }
8108
8109                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
8110                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
8111                                 /*
8112                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
8113                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
8114                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
8115                                  */
8116                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
8117                         }
8118                         sd->last_balance = jiffies;
8119                         interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
8120                 }
8121                 if (need_serialize)
8122                         spin_unlock(&balancing);
8123 out:
8124                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
8125                         next_balance = sd->last_balance + interval;
8126                         update_next_balance = 1;
8127                 }
8128         }
8129         if (need_decay) {
8130                 /*
8131                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
8132                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
8133                  */
8134                 rq->max_idle_balance_cost =
8135                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
8136         }
8137         rcu_read_unlock();
8138
8139         /*
8140          * next_balance will be updated only when there is a need.
8141          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
8142          * updated.
8143          */
8144         if (likely(update_next_balance)) {
8145                 rq->next_balance = next_balance;
8146
8147 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8148                 /*
8149                  * If this CPU has been elected to perform the nohz idle
8150                  * balance. Other idle CPUs have already rebalanced with
8151                  * nohz_idle_balance() and nohz.next_balance has been
8152                  * updated accordingly. This CPU is now running the idle load
8153                  * balance for itself and we need to update the
8154                  * nohz.next_balance accordingly.
8155                  */
8156                 if ((idle == CPU_IDLE) && time_after(nohz.next_balance, rq->next_balance))
8157                         nohz.next_balance = rq->next_balance;
8158 #endif
8159         }
8160 }
8161
8162 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8163 /*
8164  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
8165  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
8166  */
8167 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
8168 {
8169         int this_cpu = this_rq->cpu;
8170         struct rq *rq;
8171         int balance_cpu;
8172         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
8173         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
8174         int update_next_balance = 0;
8175
8176         if (idle != CPU_IDLE ||
8177             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
8178                 goto end;
8179
8180         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
8181                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
8182                         continue;
8183
8184                 /*
8185                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
8186                  * work being done for other cpus. Next load
8187                  * balancing owner will pick it up.
8188                  */
8189                 if (need_resched())
8190                         break;
8191
8192                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
8193
8194                 /*
8195                  * If time for next balance is due,
8196                  * do the balance.
8197                  */
8198                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
8199                         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
8200                         update_rq_clock(rq);
8201                         update_idle_cpu_load(rq);
8202                         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
8203                         rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
8204                 }
8205
8206                 if (time_after(next_balance, rq->next_balance)) {
8207                         next_balance = rq->next_balance;
8208                         update_next_balance = 1;
8209                 }
8210         }
8211
8212         /*
8213          * next_balance will be updated only when there is a need.
8214          * When the CPU is attached to null domain for ex, it will not be
8215          * updated.
8216          */
8217         if (likely(update_next_balance))
8218                 nohz.next_balance = next_balance;
8219 end:
8220         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
8221 }
8222
8223 /*
8224  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
8225  * of an idle cpu in the system.
8226  *   - This rq has more than one task.
8227  *   - This rq has at least one CFS task and the capacity of the CPU is
8228  *     significantly reduced because of RT tasks or IRQs.
8229  *   - At parent of LLC scheduler domain level, this cpu's scheduler group has
8230  *     multiple busy cpu.
8231  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
8232  *     domain span are idle.
8233  */
8234 static inline bool nohz_kick_needed(struct rq *rq)
8235 {
8236         unsigned long now = jiffies;
8237         struct sched_domain *sd;
8238         struct sched_group_capacity *sgc;
8239         int nr_busy, cpu = rq->cpu;
8240         bool kick = false;
8241
8242         if (unlikely(rq->idle_balance))
8243                 return false;
8244
8245        /*
8246         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
8247         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
8248         */
8249         set_cpu_sd_state_busy();
8250         nohz_balance_exit_idle(cpu);
8251
8252         /*
8253          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
8254          * balancing.
8255          */
8256         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
8257                 return false;
8258
8259         if (time_before(now, nohz.next_balance))
8260                 return false;
8261
8262         if (rq->nr_running >= 2 &&
8263             (!energy_aware() || cpu_overutilized(cpu)))
8264                 return true;
8265
8266         rcu_read_lock();
8267         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
8268         if (sd && !energy_aware()) {
8269                 sgc = sd->groups->sgc;
8270                 nr_busy = atomic_read(&sgc->nr_busy_cpus);
8271
8272                 if (nr_busy > 1) {
8273                         kick = true;
8274                         goto unlock;
8275                 }
8276
8277         }
8278
8279         sd = rcu_dereference(rq->sd);
8280         if (sd) {
8281                 if ((rq->cfs.h_nr_running >= 1) &&
8282                                 check_cpu_capacity(rq, sd)) {
8283                         kick = true;
8284                         goto unlock;
8285                 }
8286         }
8287
8288         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym, cpu));
8289         if (sd && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
8290                                   sched_domain_span(sd)) < cpu)) {
8291                 kick = true;
8292                 goto unlock;
8293         }
8294
8295 unlock:
8296         rcu_read_unlock();
8297         return kick;
8298 }
8299 #else
8300 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle) { }
8301 #endif
8302
8303 /*
8304  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
8305  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
8306  */
8307 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
8308 {
8309         struct rq *this_rq = this_rq();
8310         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
8311                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
8312
8313         /*
8314          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
8315          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
8316          * stopped. Do nohz_idle_balance *before* rebalance_domains to
8317          * give the idle cpus a chance to load balance. Else we may
8318          * load balance only within the local sched_domain hierarchy
8319          * and abort nohz_idle_balance altogether if we pull some load.
8320          */
8321         nohz_idle_balance(this_rq, idle);
8322         rebalance_domains(this_rq, idle);
8323 }
8324
8325 /*
8326  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
8327  */
8328 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
8329 {
8330         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
8331         if (unlikely(on_null_domain(rq)))
8332                 return;
8333
8334         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
8335                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
8336 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8337         if (nohz_kick_needed(rq))
8338                 nohz_balancer_kick();
8339 #endif
8340 }
8341
8342 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
8343 {
8344         update_sysctl();
8345
8346         update_runtime_enabled(rq);
8347 }
8348
8349 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
8350 {
8351         update_sysctl();
8352
8353         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
8354         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
8355 }
8356
8357 #endif /* CONFIG_SMP */
8358
8359 /*
8360  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
8361  */
8362 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
8363 {
8364         struct cfs_rq *cfs_rq;
8365         struct sched_entity *se = &curr->se;
8366
8367         for_each_sched_entity(se) {
8368                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
8369                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
8370         }
8371
8372         if (static_branch_unlikely(&sched_numa_balancing))
8373                 task_tick_numa(rq, curr);
8374
8375         if (!rq->rd->overutilized && cpu_overutilized(task_cpu(curr)))
8376                 rq->rd->overutilized = true;
8377 }
8378
8379 /*
8380  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
8381  *  - child not yet on the tasklist
8382  *  - preemption disabled
8383  */
8384 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
8385 {
8386         struct cfs_rq *cfs_rq;
8387         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
8388         int this_cpu = smp_processor_id();
8389         struct rq *rq = this_rq();
8390         unsigned long flags;
8391
8392         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
8393
8394         update_rq_clock(rq);
8395
8396         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
8397         curr = cfs_rq->curr;
8398
8399         /*
8400          * Not only the cpu but also the task_group of the parent might have
8401          * been changed after parent->se.parent,cfs_rq were copied to
8402          * child->se.parent,cfs_rq. So call __set_task_cpu() to make those
8403          * of child point to valid ones.
8404          */
8405         rcu_read_lock();
8406         __set_task_cpu(p, this_cpu);
8407         rcu_read_unlock();
8408
8409         update_curr(cfs_rq);
8410
8411         if (curr)
8412                 se->vruntime = curr->vruntime;
8413         place_entity(cfs_rq, se, 1);
8414
8415         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
8416                 /*
8417                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
8418                  * 'current' within the tree based on its new key value.
8419                  */
8420                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
8421                 resched_curr(rq);
8422         }
8423
8424         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
8425
8426         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
8427 }
8428
8429 /*
8430  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
8431  * the current task.
8432  */
8433 static void
8434 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
8435 {
8436         if (!task_on_rq_queued(p))
8437                 return;
8438
8439         /*
8440          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
8441          * our priority decreased, or if we are not currently running on
8442          * this runqueue and our priority is higher than the current's
8443          */
8444         if (rq->curr == p) {
8445                 if (p->prio > oldprio)
8446                         resched_curr(rq);
8447         } else
8448                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
8449 }
8450
8451 static inline bool vruntime_normalized(struct task_struct *p)
8452 {
8453         struct sched_entity *se = &p->se;
8454
8455         /*
8456          * In both the TASK_ON_RQ_QUEUED and TASK_ON_RQ_MIGRATING cases,
8457          * the dequeue_entity(.flags=0) will already have normalized the
8458          * vruntime.
8459          */
8460         if (p->on_rq)
8461                 return true;
8462
8463         /*
8464          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
8465          * But there are some cases where it has already been normalized:
8466          *
8467          * - A forked child which is waiting for being woken up by
8468          *   wake_up_new_task().
8469          * - A task which has been woken up by try_to_wake_up() and
8470          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
8471          */
8472         if (!se->sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING)
8473                 return true;
8474
8475         return false;
8476 }
8477
8478 static void detach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
8479 {
8480         struct sched_entity *se = &p->se;
8481         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
8482
8483         if (!vruntime_normalized(p)) {
8484                 /*
8485                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
8486                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
8487                  */
8488                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
8489                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
8490         }
8491
8492         /* Catch up with the cfs_rq and remove our load when we leave */
8493         detach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
8494 }
8495
8496 static void attach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
8497 {
8498         struct sched_entity *se = &p->se;
8499         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
8500
8501 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8502         /*
8503          * Since the real-depth could have been changed (only FAIR
8504          * class maintain depth value), reset depth properly.
8505          */
8506         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
8507 #endif
8508
8509         /* Synchronize task with its cfs_rq */
8510         attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
8511
8512         if (!vruntime_normalized(p))
8513                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
8514 }
8515
8516 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
8517 {
8518         detach_task_cfs_rq(p);
8519 }
8520
8521 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
8522 {
8523         attach_task_cfs_rq(p);
8524
8525         if (task_on_rq_queued(p)) {
8526                 /*
8527                  * We were most likely switched from sched_rt, so
8528                  * kick off the schedule if running, otherwise just see
8529                  * if we can still preempt the current task.
8530                  */
8531                 if (rq->curr == p)
8532                         resched_curr(rq);
8533                 else
8534                         check_preempt_curr(rq, p, 0);
8535         }
8536 }
8537
8538 /* Account for a task changing its policy or group.
8539  *
8540  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
8541  * migrates between groups/classes.
8542  */
8543 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
8544 {
8545         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
8546
8547         for_each_sched_entity(se) {
8548                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
8549
8550                 set_next_entity(cfs_rq, se);
8551                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
8552                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
8553         }
8554 }
8555
8556 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
8557 {
8558         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
8559         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
8560 #ifndef CONFIG_64BIT
8561         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
8562 #endif
8563 #ifdef CONFIG_SMP
8564         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_load_avg, 0);
8565         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_util_avg, 0);
8566 #endif
8567 }
8568
8569 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8570 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p)
8571 {
8572         detach_task_cfs_rq(p);
8573         set_task_rq(p, task_cpu(p));
8574
8575 #ifdef CONFIG_SMP
8576         /* Tell se's cfs_rq has been changed -- migrated */
8577         p->se.avg.last_update_time = 0;
8578 #endif
8579         attach_task_cfs_rq(p);
8580 }
8581
8582 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
8583 {
8584         int i;
8585
8586         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
8587
8588         for_each_possible_cpu(i) {
8589                 if (tg->cfs_rq)
8590                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
8591                 if (tg->se) {
8592                         if (tg->se[i])
8593                                 remove_entity_load_avg(tg->se[i]);
8594                         kfree(tg->se[i]);
8595                 }
8596         }
8597
8598         kfree(tg->cfs_rq);
8599         kfree(tg->se);
8600 }
8601
8602 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
8603 {
8604         struct cfs_rq *cfs_rq;
8605         struct sched_entity *se;
8606         int i;
8607
8608         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
8609         if (!tg->cfs_rq)
8610                 goto err;
8611         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
8612         if (!tg->se)
8613                 goto err;
8614
8615         tg->shares = NICE_0_LOAD;
8616
8617         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
8618
8619         for_each_possible_cpu(i) {
8620                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
8621                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
8622                 if (!cfs_rq)
8623                         goto err;
8624
8625                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
8626                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
8627                 if (!se)
8628                         goto err_free_rq;
8629
8630                 init_cfs_rq(cfs_rq);
8631                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
8632                 init_entity_runnable_average(se);
8633         }
8634
8635         return 1;
8636
8637 err_free_rq:
8638         kfree(cfs_rq);
8639 err:
8640         return 0;
8641 }
8642
8643 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
8644 {
8645         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8646         unsigned long flags;
8647
8648         /*
8649         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
8650         * check on_list without danger of it being re-added.
8651         */
8652         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
8653                 return;
8654
8655         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
8656         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
8657         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
8658 }
8659
8660 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
8661                         struct sched_entity *se, int cpu,
8662                         struct sched_entity *parent)
8663 {
8664         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8665
8666         cfs_rq->tg = tg;
8667         cfs_rq->rq = rq;
8668         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
8669
8670         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
8671         tg->se[cpu] = se;
8672
8673         /* se could be NULL for root_task_group */
8674         if (!se)
8675                 return;
8676
8677         if (!parent) {
8678                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
8679                 se->depth = 0;
8680         } else {
8681                 se->cfs_rq = parent->my_q;
8682                 se->depth = parent->depth + 1;
8683         }
8684
8685         se->my_q = cfs_rq;
8686         /* guarantee group entities always have weight */
8687         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
8688         se->parent = parent;
8689 }
8690
8691 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
8692
8693 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
8694 {
8695         int i;
8696         unsigned long flags;
8697
8698         /*
8699          * We can't change the weight of the root cgroup.
8700          */
8701         if (!tg->se[0])
8702                 return -EINVAL;
8703
8704         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
8705
8706         mutex_lock(&shares_mutex);
8707         if (tg->shares == shares)
8708                 goto done;
8709
8710         tg->shares = shares;
8711         for_each_possible_cpu(i) {
8712                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
8713                 struct sched_entity *se;
8714
8715                 se = tg->se[i];
8716                 /* Propagate contribution to hierarchy */
8717                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
8718
8719                 /* Possible calls to update_curr() need rq clock */
8720                 update_rq_clock(rq);
8721                 for_each_sched_entity(se)
8722                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
8723                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
8724         }
8725
8726 done:
8727         mutex_unlock(&shares_mutex);
8728         return 0;
8729 }
8730 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8731
8732 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
8733
8734 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
8735 {
8736         return 1;
8737 }
8738
8739 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
8740
8741 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8742
8743
8744 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
8745 {
8746         struct sched_entity *se = &task->se;
8747         unsigned int rr_interval = 0;
8748
8749         /*
8750          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
8751          * idle runqueue:
8752          */
8753         if (rq->cfs.load.weight)
8754                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
8755
8756         return rr_interval;
8757 }
8758
8759 /*
8760  * All the scheduling class methods:
8761  */
8762 const struct sched_class fair_sched_class = {
8763         .next                   = &idle_sched_class,
8764         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
8765         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
8766         .yield_task             = yield_task_fair,
8767         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
8768
8769         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
8770
8771         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
8772         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
8773
8774 #ifdef CONFIG_SMP
8775         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
8776         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
8777
8778         .rq_online              = rq_online_fair,
8779         .rq_offline             = rq_offline_fair,
8780
8781         .task_waking            = task_waking_fair,
8782         .task_dead              = task_dead_fair,
8783         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_common,
8784 #endif
8785
8786         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
8787         .task_tick              = task_tick_fair,
8788         .task_fork              = task_fork_fair,
8789
8790         .prio_changed           = prio_changed_fair,
8791         .switched_from          = switched_from_fair,
8792         .switched_to            = switched_to_fair,
8793
8794         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
8795
8796         .update_curr            = update_curr_fair,
8797
8798 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8799         .task_move_group        = task_move_group_fair,
8800 #endif
8801 };
8802
8803 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
8804 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
8805 {
8806         struct cfs_rq *cfs_rq;
8807
8808         rcu_read_lock();
8809         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
8810                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
8811         rcu_read_unlock();
8812 }
8813
8814 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8815 void show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m)
8816 {
8817         int node;
8818         unsigned long tsf = 0, tpf = 0, gsf = 0, gpf = 0;
8819
8820         for_each_online_node(node) {
8821                 if (p->numa_faults) {
8822                         tsf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
8823                         tpf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
8824                 }
8825                 if (p->numa_group) {
8826                         gsf = p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)],
8827                         gpf = p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
8828                 }
8829                 print_numa_stats(m, node, tsf, tpf, gsf, gpf);
8830         }
8831 }
8832 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
8833 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
8834
8835 __init void init_sched_fair_class(void)
8836 {
8837 #ifdef CONFIG_SMP
8838         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
8839
8840 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8841         nohz.next_balance = jiffies;
8842         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
8843         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
8844 #endif
8845 #endif /* SMP */
8846
8847 }