DEBUG: sched/fair: Fix missing sched_load_avg_cpu events
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / kernel / sched / fair.c
1 /*
2  * Completely Fair Scheduling (CFS) Class (SCHED_NORMAL/SCHED_BATCH)
3  *
4  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
5  *
6  *  Interactivity improvements by Mike Galbraith
7  *  (C) 2007 Mike Galbraith <efault@gmx.de>
8  *
9  *  Various enhancements by Dmitry Adamushko.
10  *  (C) 2007 Dmitry Adamushko <dmitry.adamushko@gmail.com>
11  *
12  *  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
13  *  Copyright IBM Corporation, 2007
14  *  Author: Srivatsa Vaddagiri <vatsa@linux.vnet.ibm.com>
15  *
16  *  Scaled math optimizations by Thomas Gleixner
17  *  Copyright (C) 2007, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
18  *
19  *  Adaptive scheduling granularity, math enhancements by Peter Zijlstra
20  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra
21  */
22
23 #include <linux/latencytop.h>
24 #include <linux/sched.h>
25 #include <linux/cpumask.h>
26 #include <linux/cpuidle.h>
27 #include <linux/slab.h>
28 #include <linux/profile.h>
29 #include <linux/interrupt.h>
30 #include <linux/mempolicy.h>
31 #include <linux/migrate.h>
32 #include <linux/task_work.h>
33 #include <linux/module.h>
34
35 #include <trace/events/sched.h>
36
37 #include "sched.h"
38 #include "tune.h"
39 #include "walt.h"
40
41 /*
42  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
43  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
44  *
45  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
46  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
47  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
48  * based scheduling concepts.
49  *
50  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
51  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
52  */
53 unsigned int sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
54 unsigned int normalized_sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
55
56 unsigned int sysctl_sched_is_big_little = 0;
57 unsigned int sysctl_sched_sync_hint_enable = 1;
58 unsigned int sysctl_sched_initial_task_util = 0;
59 unsigned int sysctl_sched_cstate_aware = 1;
60
61 #ifdef CONFIG_SCHED_WALT
62 unsigned int sysctl_sched_use_walt_cpu_util = 1;
63 unsigned int sysctl_sched_use_walt_task_util = 1;
64 __read_mostly unsigned int sysctl_sched_walt_cpu_high_irqload =
65     (10 * NSEC_PER_MSEC);
66 #endif
67 /*
68  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
69  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
70  *
71  * Options are:
72  * SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
73  * SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
74  * SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
75  */
76 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling
77         = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
78
79 /*
80  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
81  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
82  */
83 unsigned int sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
84 unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
85
86 /*
87  * is kept at sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity
88  */
89 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
90
91 /*
92  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
93  * parent will (try to) run first.
94  */
95 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
96
97 /*
98  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
99  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
100  *
101  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
102  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
103  * have immediate wakeup/sleep latencies.
104  */
105 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
106 unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
107
108 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost = 500000UL;
109
110 /*
111  * The exponential sliding  window over which load is averaged for shares
112  * distribution.
113  * (default: 10msec)
114  */
115 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_shares_window = 10000000UL;
116
117 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
118 /*
119  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
120  * each time a cfs_rq requests quota.
121  *
122  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
123  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
124  * we will always only issue the remaining available time.
125  *
126  * default: 5 msec, units: microseconds
127   */
128 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice = 5000UL;
129 #endif
130
131 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
132 {
133         lw->weight += inc;
134         lw->inv_weight = 0;
135 }
136
137 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
138 {
139         lw->weight -= dec;
140         lw->inv_weight = 0;
141 }
142
143 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
144 {
145         lw->weight = w;
146         lw->inv_weight = 0;
147 }
148
149 /*
150  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
151  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
152  * to users decreases. But the relationship is not linear,
153  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
154  * number of CPUs.
155  *
156  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
157  */
158 static unsigned int get_update_sysctl_factor(void)
159 {
160         unsigned int cpus = min_t(unsigned int, num_online_cpus(), 8);
161         unsigned int factor;
162
163         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
164         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
165                 factor = 1;
166                 break;
167         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
168                 factor = cpus;
169                 break;
170         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
171         default:
172                 factor = 1 + ilog2(cpus);
173                 break;
174         }
175
176         return factor;
177 }
178
179 static void update_sysctl(void)
180 {
181         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
182
183 #define SET_SYSCTL(name) \
184         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
185         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
186         SET_SYSCTL(sched_latency);
187         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
188 #undef SET_SYSCTL
189 }
190
191 void sched_init_granularity(void)
192 {
193         update_sysctl();
194 }
195
196 #define WMULT_CONST     (~0U)
197 #define WMULT_SHIFT     32
198
199 static void __update_inv_weight(struct load_weight *lw)
200 {
201         unsigned long w;
202
203         if (likely(lw->inv_weight))
204                 return;
205
206         w = scale_load_down(lw->weight);
207
208         if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
209                 lw->inv_weight = 1;
210         else if (unlikely(!w))
211                 lw->inv_weight = WMULT_CONST;
212         else
213                 lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
214 }
215
216 /*
217  * delta_exec * weight / lw.weight
218  *   OR
219  * (delta_exec * (weight * lw->inv_weight)) >> WMULT_SHIFT
220  *
221  * Either weight := NICE_0_LOAD and lw \e prio_to_wmult[], in which case
222  * we're guaranteed shift stays positive because inv_weight is guaranteed to
223  * fit 32 bits, and NICE_0_LOAD gives another 10 bits; therefore shift >= 22.
224  *
225  * Or, weight =< lw.weight (because lw.weight is the runqueue weight), thus
226  * weight/lw.weight <= 1, and therefore our shift will also be positive.
227  */
228 static u64 __calc_delta(u64 delta_exec, unsigned long weight, struct load_weight *lw)
229 {
230         u64 fact = scale_load_down(weight);
231         int shift = WMULT_SHIFT;
232
233         __update_inv_weight(lw);
234
235         if (unlikely(fact >> 32)) {
236                 while (fact >> 32) {
237                         fact >>= 1;
238                         shift--;
239                 }
240         }
241
242         /* hint to use a 32x32->64 mul */
243         fact = (u64)(u32)fact * lw->inv_weight;
244
245         while (fact >> 32) {
246                 fact >>= 1;
247                 shift--;
248         }
249
250         return mul_u64_u32_shr(delta_exec, fact, shift);
251 }
252
253
254 const struct sched_class fair_sched_class;
255
256 /**************************************************************
257  * CFS operations on generic schedulable entities:
258  */
259
260 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
261
262 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
263 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
264 {
265         return cfs_rq->rq;
266 }
267
268 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
269 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
270
271 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
272 {
273 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
274         WARN_ON_ONCE(!entity_is_task(se));
275 #endif
276         return container_of(se, struct task_struct, se);
277 }
278
279 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
280 #define for_each_sched_entity(se) \
281                 for (; se; se = se->parent)
282
283 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
284 {
285         return p->se.cfs_rq;
286 }
287
288 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
289 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
290 {
291         return se->cfs_rq;
292 }
293
294 /* runqueue "owned" by this group */
295 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
296 {
297         return grp->my_q;
298 }
299
300 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
301 {
302         if (!cfs_rq->on_list) {
303                 /*
304                  * Ensure we either appear before our parent (if already
305                  * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
306                  * enqueued.  The fact that we always enqueue bottom-up
307                  * reduces this to two cases.
308                  */
309                 if (cfs_rq->tg->parent &&
310                     cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu_of(rq_of(cfs_rq))]->on_list) {
311                         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
312                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
313                 } else {
314                         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
315                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
316                 }
317
318                 cfs_rq->on_list = 1;
319         }
320 }
321
322 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
323 {
324         if (cfs_rq->on_list) {
325                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
326                 cfs_rq->on_list = 0;
327         }
328 }
329
330 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
331 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
332         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
333
334 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
335 static inline struct cfs_rq *
336 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
337 {
338         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
339                 return se->cfs_rq;
340
341         return NULL;
342 }
343
344 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
345 {
346         return se->parent;
347 }
348
349 static void
350 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
351 {
352         int se_depth, pse_depth;
353
354         /*
355          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
356          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
357          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
358          * parent.
359          */
360
361         /* First walk up until both entities are at same depth */
362         se_depth = (*se)->depth;
363         pse_depth = (*pse)->depth;
364
365         while (se_depth > pse_depth) {
366                 se_depth--;
367                 *se = parent_entity(*se);
368         }
369
370         while (pse_depth > se_depth) {
371                 pse_depth--;
372                 *pse = parent_entity(*pse);
373         }
374
375         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
376                 *se = parent_entity(*se);
377                 *pse = parent_entity(*pse);
378         }
379 }
380
381 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
382
383 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
384 {
385         return container_of(se, struct task_struct, se);
386 }
387
388 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
389 {
390         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
391 }
392
393 #define entity_is_task(se)      1
394
395 #define for_each_sched_entity(se) \
396                 for (; se; se = NULL)
397
398 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
399 {
400         return &task_rq(p)->cfs;
401 }
402
403 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
404 {
405         struct task_struct *p = task_of(se);
406         struct rq *rq = task_rq(p);
407
408         return &rq->cfs;
409 }
410
411 /* runqueue "owned" by this group */
412 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
413 {
414         return NULL;
415 }
416
417 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
418 {
419 }
420
421 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
422 {
423 }
424
425 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
426                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
427
428 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
429 {
430         return NULL;
431 }
432
433 static inline void
434 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
435 {
436 }
437
438 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
439
440 static __always_inline
441 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec);
442
443 /**************************************************************
444  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
445  */
446
447 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
448 {
449         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
450         if (delta > 0)
451                 max_vruntime = vruntime;
452
453         return max_vruntime;
454 }
455
456 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
457 {
458         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
459         if (delta < 0)
460                 min_vruntime = vruntime;
461
462         return min_vruntime;
463 }
464
465 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
466                                 struct sched_entity *b)
467 {
468         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
469 }
470
471 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
472 {
473         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
474
475         if (cfs_rq->curr)
476                 vruntime = cfs_rq->curr->vruntime;
477
478         if (cfs_rq->rb_leftmost) {
479                 struct sched_entity *se = rb_entry(cfs_rq->rb_leftmost,
480                                                    struct sched_entity,
481                                                    run_node);
482
483                 if (!cfs_rq->curr)
484                         vruntime = se->vruntime;
485                 else
486                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
487         }
488
489         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
490         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
491 #ifndef CONFIG_64BIT
492         smp_wmb();
493         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
494 #endif
495 }
496
497 /*
498  * Enqueue an entity into the rb-tree:
499  */
500 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
501 {
502         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
503         struct rb_node *parent = NULL;
504         struct sched_entity *entry;
505         int leftmost = 1;
506
507         /*
508          * Find the right place in the rbtree:
509          */
510         while (*link) {
511                 parent = *link;
512                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
513                 /*
514                  * We dont care about collisions. Nodes with
515                  * the same key stay together.
516                  */
517                 if (entity_before(se, entry)) {
518                         link = &parent->rb_left;
519                 } else {
520                         link = &parent->rb_right;
521                         leftmost = 0;
522                 }
523         }
524
525         /*
526          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
527          * used):
528          */
529         if (leftmost)
530                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
531
532         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
533         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
534 }
535
536 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
537 {
538         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node) {
539                 struct rb_node *next_node;
540
541                 next_node = rb_next(&se->run_node);
542                 cfs_rq->rb_leftmost = next_node;
543         }
544
545         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
546 }
547
548 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
549 {
550         struct rb_node *left = cfs_rq->rb_leftmost;
551
552         if (!left)
553                 return NULL;
554
555         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
556 }
557
558 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
559 {
560         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
561
562         if (!next)
563                 return NULL;
564
565         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
566 }
567
568 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
569 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
570 {
571         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline);
572
573         if (!last)
574                 return NULL;
575
576         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
577 }
578
579 /**************************************************************
580  * Scheduling class statistics methods:
581  */
582
583 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
584                 void __user *buffer, size_t *lenp,
585                 loff_t *ppos)
586 {
587         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
588         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
589
590         if (ret || !write)
591                 return ret;
592
593         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
594                                         sysctl_sched_min_granularity);
595
596 #define WRT_SYSCTL(name) \
597         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
598         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
599         WRT_SYSCTL(sched_latency);
600         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
601 #undef WRT_SYSCTL
602
603         return 0;
604 }
605 #endif
606
607 /*
608  * delta /= w
609  */
610 static inline u64 calc_delta_fair(u64 delta, struct sched_entity *se)
611 {
612         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
613                 delta = __calc_delta(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
614
615         return delta;
616 }
617
618 /*
619  * The idea is to set a period in which each task runs once.
620  *
621  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
622  * this period because otherwise the slices get too small.
623  *
624  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
625  */
626 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
627 {
628         if (unlikely(nr_running > sched_nr_latency))
629                 return nr_running * sysctl_sched_min_granularity;
630         else
631                 return sysctl_sched_latency;
632 }
633
634 /*
635  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
636  * proportional to the weight.
637  *
638  * s = p*P[w/rw]
639  */
640 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
641 {
642         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
643
644         for_each_sched_entity(se) {
645                 struct load_weight *load;
646                 struct load_weight lw;
647
648                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
649                 load = &cfs_rq->load;
650
651                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
652                         lw = cfs_rq->load;
653
654                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
655                         load = &lw;
656                 }
657                 slice = __calc_delta(slice, se->load.weight, load);
658         }
659         return slice;
660 }
661
662 /*
663  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
664  *
665  * vs = s/w
666  */
667 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
668 {
669         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
670 }
671
672 #ifdef CONFIG_SMP
673 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int cpu);
674 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
675
676 /*
677  * We choose a half-life close to 1 scheduling period.
678  * Note: The tables runnable_avg_yN_inv and runnable_avg_yN_sum are
679  * dependent on this value.
680  */
681 #define LOAD_AVG_PERIOD 32
682 #define LOAD_AVG_MAX 47742 /* maximum possible load avg */
683 #define LOAD_AVG_MAX_N 345 /* number of full periods to produce LOAD_AVG_MAX */
684
685 /* Give new sched_entity start runnable values to heavy its load in infant time */
686 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
687 {
688         struct sched_avg *sa = &se->avg;
689
690         sa->last_update_time = 0;
691         /*
692          * sched_avg's period_contrib should be strictly less then 1024, so
693          * we give it 1023 to make sure it is almost a period (1024us), and
694          * will definitely be update (after enqueue).
695          */
696         sa->period_contrib = 1023;
697         sa->load_avg = scale_load_down(se->load.weight);
698         sa->load_sum = sa->load_avg * LOAD_AVG_MAX;
699         sa->util_avg =  sched_freq() ?
700                 sysctl_sched_initial_task_util :
701                 scale_load_down(SCHED_LOAD_SCALE);
702         sa->util_sum = sa->util_avg * LOAD_AVG_MAX;
703         /* when this task enqueue'ed, it will contribute to its cfs_rq's load_avg */
704 }
705
706 #else
707 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
708 {
709 }
710 #endif
711
712 /*
713  * Update the current task's runtime statistics.
714  */
715 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
716 {
717         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
718         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
719         u64 delta_exec;
720
721         if (unlikely(!curr))
722                 return;
723
724         delta_exec = now - curr->exec_start;
725         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
726                 return;
727
728         curr->exec_start = now;
729
730         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
731                       max(delta_exec, curr->statistics.exec_max));
732
733         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
734         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
735
736         curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
737         update_min_vruntime(cfs_rq);
738
739         if (entity_is_task(curr)) {
740                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
741
742                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
743                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
744                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
745         }
746
747         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
748 }
749
750 static void update_curr_fair(struct rq *rq)
751 {
752         update_curr(cfs_rq_of(&rq->curr->se));
753 }
754
755 static inline void
756 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
757 {
758         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
759 }
760
761 /*
762  * Task is being enqueued - update stats:
763  */
764 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
765 {
766         /*
767          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
768          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
769          */
770         if (se != cfs_rq->curr)
771                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
772 }
773
774 static void
775 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
776 {
777         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
778                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start));
779         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
780         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
781                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
782 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
783         if (entity_is_task(se)) {
784                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
785                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
786         }
787 #endif
788         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
789 }
790
791 static inline void
792 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
793 {
794         /*
795          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
796          * waiting task:
797          */
798         if (se != cfs_rq->curr)
799                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
800 }
801
802 /*
803  * We are picking a new current task - update its stats:
804  */
805 static inline void
806 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
807 {
808         /*
809          * We are starting a new run period:
810          */
811         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
812 }
813
814 /**************************************************
815  * Scheduling class queueing methods:
816  */
817
818 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
819 /*
820  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
821  * calculated based on the tasks virtual memory size and
822  * numa_balancing_scan_size.
823  */
824 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
825 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
826
827 /* Portion of address space to scan in MB */
828 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
829
830 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
831 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
832
833 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
834 {
835         unsigned long rss = 0;
836         unsigned long nr_scan_pages;
837
838         /*
839          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
840          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
841          * on resident pages
842          */
843         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
844         rss = get_mm_rss(p->mm);
845         if (!rss)
846                 rss = nr_scan_pages;
847
848         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
849         return rss / nr_scan_pages;
850 }
851
852 /* For sanitys sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
853 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
854
855 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
856 {
857         unsigned int scan_size = READ_ONCE(sysctl_numa_balancing_scan_size);
858         unsigned int scan, floor;
859         unsigned int windows = 1;
860
861         if (scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
862                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / scan_size;
863         floor = 1000 / windows;
864
865         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
866         return max_t(unsigned int, floor, scan);
867 }
868
869 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
870 {
871         unsigned int smin = task_scan_min(p);
872         unsigned int smax;
873
874         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
875         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
876         return max(smin, smax);
877 }
878
879 static void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
880 {
881         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != -1);
882         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
883 }
884
885 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
886 {
887         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != -1);
888         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
889 }
890
891 struct numa_group {
892         atomic_t refcount;
893
894         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
895         int nr_tasks;
896         pid_t gid;
897
898         struct rcu_head rcu;
899         nodemask_t active_nodes;
900         unsigned long total_faults;
901         /*
902          * Faults_cpu is used to decide whether memory should move
903          * towards the CPU. As a consequence, these stats are weighted
904          * more by CPU use than by memory faults.
905          */
906         unsigned long *faults_cpu;
907         unsigned long faults[0];
908 };
909
910 /* Shared or private faults. */
911 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES 2
912
913 /* Memory and CPU locality */
914 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS (NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * 2)
915
916 /* Averaged statistics, and temporary buffers. */
917 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS (NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * 2)
918
919 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
920 {
921         return p->numa_group ? p->numa_group->gid : 0;
922 }
923
924 /*
925  * The averaged statistics, shared & private, memory & cpu,
926  * occupy the first half of the array. The second half of the
927  * array is for current counters, which are averaged into the
928  * first set by task_numa_placement.
929  */
930 static inline int task_faults_idx(enum numa_faults_stats s, int nid, int priv)
931 {
932         return NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * (s * nr_node_ids + nid) + priv;
933 }
934
935 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
936 {
937         if (!p->numa_faults)
938                 return 0;
939
940         return p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
941                 p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
942 }
943
944 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
945 {
946         if (!p->numa_group)
947                 return 0;
948
949         return p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
950                 p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
951 }
952
953 static inline unsigned long group_faults_cpu(struct numa_group *group, int nid)
954 {
955         return group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
956                 group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
957 }
958
959 /* Handle placement on systems where not all nodes are directly connected. */
960 static unsigned long score_nearby_nodes(struct task_struct *p, int nid,
961                                         int maxdist, bool task)
962 {
963         unsigned long score = 0;
964         int node;
965
966         /*
967          * All nodes are directly connected, and the same distance
968          * from each other. No need for fancy placement algorithms.
969          */
970         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
971                 return 0;
972
973         /*
974          * This code is called for each node, introducing N^2 complexity,
975          * which should be ok given the number of nodes rarely exceeds 8.
976          */
977         for_each_online_node(node) {
978                 unsigned long faults;
979                 int dist = node_distance(nid, node);
980
981                 /*
982                  * The furthest away nodes in the system are not interesting
983                  * for placement; nid was already counted.
984                  */
985                 if (dist == sched_max_numa_distance || node == nid)
986                         continue;
987
988                 /*
989                  * On systems with a backplane NUMA topology, compare groups
990                  * of nodes, and move tasks towards the group with the most
991                  * memory accesses. When comparing two nodes at distance
992                  * "hoplimit", only nodes closer by than "hoplimit" are part
993                  * of each group. Skip other nodes.
994                  */
995                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
996                                         dist > maxdist)
997                         continue;
998
999                 /* Add up the faults from nearby nodes. */
1000                 if (task)
1001                         faults = task_faults(p, node);
1002                 else
1003                         faults = group_faults(p, node);
1004
1005                 /*
1006                  * On systems with a glueless mesh NUMA topology, there are
1007                  * no fixed "groups of nodes". Instead, nodes that are not
1008                  * directly connected bounce traffic through intermediate
1009                  * nodes; a numa_group can occupy any set of nodes.
1010                  * The further away a node is, the less the faults count.
1011                  * This seems to result in good task placement.
1012                  */
1013                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1014                         faults *= (sched_max_numa_distance - dist);
1015                         faults /= (sched_max_numa_distance - LOCAL_DISTANCE);
1016                 }
1017
1018                 score += faults;
1019         }
1020
1021         return score;
1022 }
1023
1024 /*
1025  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
1026  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
1027  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
1028  * evenly spread out between numa nodes.
1029  */
1030 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid,
1031                                         int dist)
1032 {
1033         unsigned long faults, total_faults;
1034
1035         if (!p->numa_faults)
1036                 return 0;
1037
1038         total_faults = p->total_numa_faults;
1039
1040         if (!total_faults)
1041                 return 0;
1042
1043         faults = task_faults(p, nid);
1044         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, true);
1045
1046         return 1000 * faults / total_faults;
1047 }
1048
1049 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid,
1050                                          int dist)
1051 {
1052         unsigned long faults, total_faults;
1053
1054         if (!p->numa_group)
1055                 return 0;
1056
1057         total_faults = p->numa_group->total_faults;
1058
1059         if (!total_faults)
1060                 return 0;
1061
1062         faults = group_faults(p, nid);
1063         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, false);
1064
1065         return 1000 * faults / total_faults;
1066 }
1067
1068 bool should_numa_migrate_memory(struct task_struct *p, struct page * page,
1069                                 int src_nid, int dst_cpu)
1070 {
1071         struct numa_group *ng = p->numa_group;
1072         int dst_nid = cpu_to_node(dst_cpu);
1073         int last_cpupid, this_cpupid;
1074
1075         this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(dst_cpu, current->pid);
1076
1077         /*
1078          * Multi-stage node selection is used in conjunction with a periodic
1079          * migration fault to build a temporal task<->page relation. By using
1080          * a two-stage filter we remove short/unlikely relations.
1081          *
1082          * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist probability, we can equate
1083          * a task's usage of a particular page (n_p) per total usage of this
1084          * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
1085          *
1086          * Our periodic faults will sample this probability and getting the
1087          * same result twice in a row, given these samples are fully
1088          * independent, is then given by P(n)^2, provided our sample period
1089          * is sufficiently short compared to the usage pattern.
1090          *
1091          * This quadric squishes small probabilities, making it less likely we
1092          * act on an unlikely task<->page relation.
1093          */
1094         last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
1095         if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) &&
1096                                 cpupid_to_nid(last_cpupid) != dst_nid)
1097                 return false;
1098
1099         /* Always allow migrate on private faults */
1100         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
1101                 return true;
1102
1103         /* A shared fault, but p->numa_group has not been set up yet. */
1104         if (!ng)
1105                 return true;
1106
1107         /*
1108          * Do not migrate if the destination is not a node that
1109          * is actively used by this numa group.
1110          */
1111         if (!node_isset(dst_nid, ng->active_nodes))
1112                 return false;
1113
1114         /*
1115          * Source is a node that is not actively used by this
1116          * numa group, while the destination is. Migrate.
1117          */
1118         if (!node_isset(src_nid, ng->active_nodes))
1119                 return true;
1120
1121         /*
1122          * Both source and destination are nodes in active
1123          * use by this numa group. Maximize memory bandwidth
1124          * by migrating from more heavily used groups, to less
1125          * heavily used ones, spreading the load around.
1126          * Use a 1/4 hysteresis to avoid spurious page movement.
1127          */
1128         return group_faults(p, dst_nid) < (group_faults(p, src_nid) * 3 / 4);
1129 }
1130
1131 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu);
1132 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
1133 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
1134 static unsigned long capacity_of(int cpu);
1135 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg);
1136
1137 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
1138 struct numa_stats {
1139         unsigned long nr_running;
1140         unsigned long load;
1141
1142         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
1143         unsigned long compute_capacity;
1144
1145         /* Approximate capacity in terms of runnable tasks on a node */
1146         unsigned long task_capacity;
1147         int has_free_capacity;
1148 };
1149
1150 /*
1151  * XXX borrowed from update_sg_lb_stats
1152  */
1153 static void update_numa_stats(struct numa_stats *ns, int nid)
1154 {
1155         int smt, cpu, cpus = 0;
1156         unsigned long capacity;
1157
1158         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1159         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1160                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1161
1162                 ns->nr_running += rq->nr_running;
1163                 ns->load += weighted_cpuload(cpu);
1164                 ns->compute_capacity += capacity_of(cpu);
1165
1166                 cpus++;
1167         }
1168
1169         /*
1170          * If we raced with hotplug and there are no CPUs left in our mask
1171          * the @ns structure is NULL'ed and task_numa_compare() will
1172          * not find this node attractive.
1173          *
1174          * We'll either bail at !has_free_capacity, or we'll detect a huge
1175          * imbalance and bail there.
1176          */
1177         if (!cpus)
1178                 return;
1179
1180         /* smt := ceil(cpus / capacity), assumes: 1 < smt_power < 2 */
1181         smt = DIV_ROUND_UP(SCHED_CAPACITY_SCALE * cpus, ns->compute_capacity);
1182         capacity = cpus / smt; /* cores */
1183
1184         ns->task_capacity = min_t(unsigned, capacity,
1185                 DIV_ROUND_CLOSEST(ns->compute_capacity, SCHED_CAPACITY_SCALE));
1186         ns->has_free_capacity = (ns->nr_running < ns->task_capacity);
1187 }
1188
1189 struct task_numa_env {
1190         struct task_struct *p;
1191
1192         int src_cpu, src_nid;
1193         int dst_cpu, dst_nid;
1194
1195         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1196
1197         int imbalance_pct;
1198         int dist;
1199
1200         struct task_struct *best_task;
1201         long best_imp;
1202         int best_cpu;
1203 };
1204
1205 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1206                              struct task_struct *p, long imp)
1207 {
1208         if (env->best_task)
1209                 put_task_struct(env->best_task);
1210
1211         env->best_task = p;
1212         env->best_imp = imp;
1213         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1214 }
1215
1216 static bool load_too_imbalanced(long src_load, long dst_load,
1217                                 struct task_numa_env *env)
1218 {
1219         long imb, old_imb;
1220         long orig_src_load, orig_dst_load;
1221         long src_capacity, dst_capacity;
1222
1223         /*
1224          * The load is corrected for the CPU capacity available on each node.
1225          *
1226          * src_load        dst_load
1227          * ------------ vs ---------
1228          * src_capacity    dst_capacity
1229          */
1230         src_capacity = env->src_stats.compute_capacity;
1231         dst_capacity = env->dst_stats.compute_capacity;
1232
1233         /* We care about the slope of the imbalance, not the direction. */
1234         if (dst_load < src_load)
1235                 swap(dst_load, src_load);
1236
1237         /* Is the difference below the threshold? */
1238         imb = dst_load * src_capacity * 100 -
1239               src_load * dst_capacity * env->imbalance_pct;
1240         if (imb <= 0)
1241                 return false;
1242
1243         /*
1244          * The imbalance is above the allowed threshold.
1245          * Compare it with the old imbalance.
1246          */
1247         orig_src_load = env->src_stats.load;
1248         orig_dst_load = env->dst_stats.load;
1249
1250         if (orig_dst_load < orig_src_load)
1251                 swap(orig_dst_load, orig_src_load);
1252
1253         old_imb = orig_dst_load * src_capacity * 100 -
1254                   orig_src_load * dst_capacity * env->imbalance_pct;
1255
1256         /* Would this change make things worse? */
1257         return (imb > old_imb);
1258 }
1259
1260 /*
1261  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1262  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1263  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1264  * be exchanged with the source task
1265  */
1266 static void task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1267                               long taskimp, long groupimp)
1268 {
1269         struct rq *src_rq = cpu_rq(env->src_cpu);
1270         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1271         struct task_struct *cur;
1272         long src_load, dst_load;
1273         long load;
1274         long imp = env->p->numa_group ? groupimp : taskimp;
1275         long moveimp = imp;
1276         int dist = env->dist;
1277         bool assigned = false;
1278
1279         rcu_read_lock();
1280
1281         raw_spin_lock_irq(&dst_rq->lock);
1282         cur = dst_rq->curr;
1283         /*
1284          * No need to move the exiting task or idle task.
1285          */
1286         if ((cur->flags & PF_EXITING) || is_idle_task(cur))
1287                 cur = NULL;
1288         else {
1289                 /*
1290                  * The task_struct must be protected here to protect the
1291                  * p->numa_faults access in the task_weight since the
1292                  * numa_faults could already be freed in the following path:
1293                  * finish_task_switch()
1294                  *     --> put_task_struct()
1295                  *         --> __put_task_struct()
1296                  *             --> task_numa_free()
1297                  */
1298                 get_task_struct(cur);
1299         }
1300
1301         raw_spin_unlock_irq(&dst_rq->lock);
1302
1303         /*
1304          * Because we have preemption enabled we can get migrated around and
1305          * end try selecting ourselves (current == env->p) as a swap candidate.
1306          */
1307         if (cur == env->p)
1308                 goto unlock;
1309
1310         /*
1311          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1312          * source and destination node. Calculate the total differential for
1313          * the source task and potential destination task. The more negative
1314          * the value is, the more rmeote accesses that would be expected to
1315          * be incurred if the tasks were swapped.
1316          */
1317         if (cur) {
1318                 /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu */
1319                 if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, tsk_cpus_allowed(cur)))
1320                         goto unlock;
1321
1322                 /*
1323                  * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1324                  * in any group then look only at task weights.
1325                  */
1326                 if (cur->numa_group == env->p->numa_group) {
1327                         imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1328                               task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1329                         /*
1330                          * Add some hysteresis to prevent swapping the
1331                          * tasks within a group over tiny differences.
1332                          */
1333                         if (cur->numa_group)
1334                                 imp -= imp/16;
1335                 } else {
1336                         /*
1337                          * Compare the group weights. If a task is all by
1338                          * itself (not part of a group), use the task weight
1339                          * instead.
1340                          */
1341                         if (cur->numa_group)
1342                                 imp += group_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1343                                        group_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1344                         else
1345                                 imp += task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1346                                        task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1347                 }
1348         }
1349
1350         if (imp <= env->best_imp && moveimp <= env->best_imp)
1351                 goto unlock;
1352
1353         if (!cur) {
1354                 /* Is there capacity at our destination? */
1355                 if (env->src_stats.nr_running <= env->src_stats.task_capacity &&
1356                     !env->dst_stats.has_free_capacity)
1357                         goto unlock;
1358
1359                 goto balance;
1360         }
1361
1362         /* Balance doesn't matter much if we're running a task per cpu */
1363         if (imp > env->best_imp && src_rq->nr_running == 1 &&
1364                         dst_rq->nr_running == 1)
1365                 goto assign;
1366
1367         /*
1368          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1369          */
1370 balance:
1371         load = task_h_load(env->p);
1372         dst_load = env->dst_stats.load + load;
1373         src_load = env->src_stats.load - load;
1374
1375         if (moveimp > imp && moveimp > env->best_imp) {
1376                 /*
1377                  * If the improvement from just moving env->p direction is
1378                  * better than swapping tasks around, check if a move is
1379                  * possible. Store a slightly smaller score than moveimp,
1380                  * so an actually idle CPU will win.
1381                  */
1382                 if (!load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env)) {
1383                         imp = moveimp - 1;
1384                         put_task_struct(cur);
1385                         cur = NULL;
1386                         goto assign;
1387                 }
1388         }
1389
1390         if (imp <= env->best_imp)
1391                 goto unlock;
1392
1393         if (cur) {
1394                 load = task_h_load(cur);
1395                 dst_load -= load;
1396                 src_load += load;
1397         }
1398
1399         if (load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env))
1400                 goto unlock;
1401
1402         /*
1403          * One idle CPU per node is evaluated for a task numa move.
1404          * Call select_idle_sibling to maybe find a better one.
1405          */
1406         if (!cur)
1407                 env->dst_cpu = select_idle_sibling(env->p, env->dst_cpu);
1408
1409 assign:
1410         assigned = true;
1411         task_numa_assign(env, cur, imp);
1412 unlock:
1413         rcu_read_unlock();
1414         /*
1415          * The dst_rq->curr isn't assigned. The protection for task_struct is
1416          * finished.
1417          */
1418         if (cur && !assigned)
1419                 put_task_struct(cur);
1420 }
1421
1422 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1423                                 long taskimp, long groupimp)
1424 {
1425         int cpu;
1426
1427         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1428                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1429                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(env->p)))
1430                         continue;
1431
1432                 env->dst_cpu = cpu;
1433                 task_numa_compare(env, taskimp, groupimp);
1434         }
1435 }
1436
1437 /* Only move tasks to a NUMA node less busy than the current node. */
1438 static bool numa_has_capacity(struct task_numa_env *env)
1439 {
1440         struct numa_stats *src = &env->src_stats;
1441         struct numa_stats *dst = &env->dst_stats;
1442
1443         if (src->has_free_capacity && !dst->has_free_capacity)
1444                 return false;
1445
1446         /*
1447          * Only consider a task move if the source has a higher load
1448          * than the destination, corrected for CPU capacity on each node.
1449          *
1450          *      src->load                dst->load
1451          * --------------------- vs ---------------------
1452          * src->compute_capacity    dst->compute_capacity
1453          */
1454         if (src->load * dst->compute_capacity * env->imbalance_pct >
1455
1456             dst->load * src->compute_capacity * 100)
1457                 return true;
1458
1459         return false;
1460 }
1461
1462 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1463 {
1464         struct task_numa_env env = {
1465                 .p = p,
1466
1467                 .src_cpu = task_cpu(p),
1468                 .src_nid = task_node(p),
1469
1470                 .imbalance_pct = 112,
1471
1472                 .best_task = NULL,
1473                 .best_imp = 0,
1474                 .best_cpu = -1
1475         };
1476         struct sched_domain *sd;
1477         unsigned long taskweight, groupweight;
1478         int nid, ret, dist;
1479         long taskimp, groupimp;
1480
1481         /*
1482          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1483          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1484          *
1485          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1486          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1487          * to satisfy here.
1488          */
1489         rcu_read_lock();
1490         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1491         if (sd)
1492                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1493         rcu_read_unlock();
1494
1495         /*
1496          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
1497          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
1498          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
1499          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
1500          */
1501         if (unlikely(!sd)) {
1502                 p->numa_preferred_nid = task_node(p);
1503                 return -EINVAL;
1504         }
1505
1506         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
1507         dist = env.dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1508         taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1509         groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1510         update_numa_stats(&env.src_stats, env.src_nid);
1511         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid, dist) - taskweight;
1512         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid, dist) - groupweight;
1513         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1514
1515         /* Try to find a spot on the preferred nid. */
1516         if (numa_has_capacity(&env))
1517                 task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1518
1519         /*
1520          * Look at other nodes in these cases:
1521          * - there is no space available on the preferred_nid
1522          * - the task is part of a numa_group that is interleaved across
1523          *   multiple NUMA nodes; in order to better consolidate the group,
1524          *   we need to check other locations.
1525          */
1526         if (env.best_cpu == -1 || (p->numa_group &&
1527                         nodes_weight(p->numa_group->active_nodes) > 1)) {
1528                 for_each_online_node(nid) {
1529                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
1530                                 continue;
1531
1532                         dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1533                         if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1534                                                 dist != env.dist) {
1535                                 taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1536                                 groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1537                         }
1538
1539                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
1540                         taskimp = task_weight(p, nid, dist) - taskweight;
1541                         groupimp = group_weight(p, nid, dist) - groupweight;
1542                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
1543                                 continue;
1544
1545                         env.dist = dist;
1546                         env.dst_nid = nid;
1547                         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1548                         if (numa_has_capacity(&env))
1549                                 task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1550                 }
1551         }
1552
1553         /*
1554          * If the task is part of a workload that spans multiple NUMA nodes,
1555          * and is migrating into one of the workload's active nodes, remember
1556          * this node as the task's preferred numa node, so the workload can
1557          * settle down.
1558          * A task that migrated to a second choice node will be better off
1559          * trying for a better one later. Do not set the preferred node here.
1560          */
1561         if (p->numa_group) {
1562                 if (env.best_cpu == -1)
1563                         nid = env.src_nid;
1564                 else
1565                         nid = env.dst_nid;
1566
1567                 if (node_isset(nid, p->numa_group->active_nodes))
1568                         sched_setnuma(p, env.dst_nid);
1569         }
1570
1571         /* No better CPU than the current one was found. */
1572         if (env.best_cpu == -1)
1573                 return -EAGAIN;
1574
1575         /*
1576          * Reset the scan period if the task is being rescheduled on an
1577          * alternative node to recheck if the tasks is now properly placed.
1578          */
1579         p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1580
1581         if (env.best_task == NULL) {
1582                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
1583                 if (ret != 0)
1584                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_cpu);
1585                 return ret;
1586         }
1587
1588         ret = migrate_swap(p, env.best_task);
1589         if (ret != 0)
1590                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, task_cpu(env.best_task));
1591         put_task_struct(env.best_task);
1592         return ret;
1593 }
1594
1595 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
1596 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
1597 {
1598         unsigned long interval = HZ;
1599
1600         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
1601         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == -1 || !p->numa_faults))
1602                 return;
1603
1604         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
1605         interval = min(interval, msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period) / 16);
1606         p->numa_migrate_retry = jiffies + interval;
1607
1608         /* Success if task is already running on preferred CPU */
1609         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
1610                 return;
1611
1612         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
1613         task_numa_migrate(p);
1614 }
1615
1616 /*
1617  * Find the nodes on which the workload is actively running. We do this by
1618  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
1619  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
1620  * located.
1621  *
1622  * The bitmask is used to make smarter decisions on when to do NUMA page
1623  * migrations, To prevent flip-flopping, and excessive page migrations, nodes
1624  * are added when they cause over 6/16 of the maximum number of faults, but
1625  * only removed when they drop below 3/16.
1626  */
1627 static void update_numa_active_node_mask(struct numa_group *numa_group)
1628 {
1629         unsigned long faults, max_faults = 0;
1630         int nid;
1631
1632         for_each_online_node(nid) {
1633                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1634                 if (faults > max_faults)
1635                         max_faults = faults;
1636         }
1637
1638         for_each_online_node(nid) {
1639                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1640                 if (!node_isset(nid, numa_group->active_nodes)) {
1641                         if (faults > max_faults * 6 / 16)
1642                                 node_set(nid, numa_group->active_nodes);
1643                 } else if (faults < max_faults * 3 / 16)
1644                         node_clear(nid, numa_group->active_nodes);
1645         }
1646 }
1647
1648 /*
1649  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
1650  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
1651  * period will be for the next scan window. If local/(local+remote) ratio is
1652  * below NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS)
1653  * the scan period will decrease. Aim for 70% local accesses.
1654  */
1655 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
1656 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 7
1657
1658 /*
1659  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
1660  * our memory is already on our local node, or if the majority of
1661  * the page accesses are shared with other processes.
1662  * Otherwise, decrease the scan period.
1663  */
1664 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
1665                         unsigned long shared, unsigned long private)
1666 {
1667         unsigned int period_slot;
1668         int ratio;
1669         int diff;
1670
1671         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
1672         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
1673
1674         /*
1675          * If there were no record hinting faults then either the task is
1676          * completely idle or all activity is areas that are not of interest
1677          * to automatic numa balancing. Related to that, if there were failed
1678          * migration then it implies we are migrating too quickly or the local
1679          * node is overloaded. In either case, scan slower
1680          */
1681         if (local + shared == 0 || p->numa_faults_locality[2]) {
1682                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1683                         p->numa_scan_period << 1);
1684
1685                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
1686                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1687
1688                 return;
1689         }
1690
1691         /*
1692          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
1693          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
1694          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
1695          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
1696          */
1697         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
1698         ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
1699         if (ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
1700                 int slot = ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
1701                 if (!slot)
1702                         slot = 1;
1703                 diff = slot * period_slot;
1704         } else {
1705                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
1706
1707                 /*
1708                  * Scale scan rate increases based on sharing. There is an
1709                  * inverse relationship between the degree of sharing and
1710                  * the adjustment made to the scanning period. Broadly
1711                  * speaking the intent is that there is little point
1712                  * scanning faster if shared accesses dominate as it may
1713                  * simply bounce migrations uselessly
1714                  */
1715                 ratio = DIV_ROUND_UP(private * NUMA_PERIOD_SLOTS, (private + shared + 1));
1716                 diff = (diff * ratio) / NUMA_PERIOD_SLOTS;
1717         }
1718
1719         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
1720                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
1721         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
1722 }
1723
1724 /*
1725  * Get the fraction of time the task has been running since the last
1726  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
1727  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
1728  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
1729  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
1730  */
1731 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
1732 {
1733         u64 runtime, delta, now;
1734         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
1735         now = p->se.exec_start;
1736         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1737
1738         if (p->last_task_numa_placement) {
1739                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
1740                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
1741         } else {
1742                 delta = p->se.avg.load_sum / p->se.load.weight;
1743                 *period = LOAD_AVG_MAX;
1744         }
1745
1746         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
1747         p->last_task_numa_placement = now;
1748
1749         return delta;
1750 }
1751
1752 /*
1753  * Determine the preferred nid for a task in a numa_group. This needs to
1754  * be done in a way that produces consistent results with group_weight,
1755  * otherwise workloads might not converge.
1756  */
1757 static int preferred_group_nid(struct task_struct *p, int nid)
1758 {
1759         nodemask_t nodes;
1760         int dist;
1761
1762         /* Direct connections between all NUMA nodes. */
1763         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
1764                 return nid;
1765
1766         /*
1767          * On a system with glueless mesh NUMA topology, group_weight
1768          * scores nodes according to the number of NUMA hinting faults on
1769          * both the node itself, and on nearby nodes.
1770          */
1771         if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1772                 unsigned long score, max_score = 0;
1773                 int node, max_node = nid;
1774
1775                 dist = sched_max_numa_distance;
1776
1777                 for_each_online_node(node) {
1778                         score = group_weight(p, node, dist);
1779                         if (score > max_score) {
1780                                 max_score = score;
1781                                 max_node = node;
1782                         }
1783                 }
1784                 return max_node;
1785         }
1786
1787         /*
1788          * Finding the preferred nid in a system with NUMA backplane
1789          * interconnect topology is more involved. The goal is to locate
1790          * tasks from numa_groups near each other in the system, and
1791          * untangle workloads from different sides of the system. This requires
1792          * searching down the hierarchy of node groups, recursively searching
1793          * inside the highest scoring group of nodes. The nodemask tricks
1794          * keep the complexity of the search down.
1795          */
1796         nodes = node_online_map;
1797         for (dist = sched_max_numa_distance; dist > LOCAL_DISTANCE; dist--) {
1798                 unsigned long max_faults = 0;
1799                 nodemask_t max_group = NODE_MASK_NONE;
1800                 int a, b;
1801
1802                 /* Are there nodes at this distance from each other? */
1803                 if (!find_numa_distance(dist))
1804                         continue;
1805
1806                 for_each_node_mask(a, nodes) {
1807                         unsigned long faults = 0;
1808                         nodemask_t this_group;
1809                         nodes_clear(this_group);
1810
1811                         /* Sum group's NUMA faults; includes a==b case. */
1812                         for_each_node_mask(b, nodes) {
1813                                 if (node_distance(a, b) < dist) {
1814                                         faults += group_faults(p, b);
1815                                         node_set(b, this_group);
1816                                         node_clear(b, nodes);
1817                                 }
1818                         }
1819
1820                         /* Remember the top group. */
1821                         if (faults > max_faults) {
1822                                 max_faults = faults;
1823                                 max_group = this_group;
1824                                 /*
1825                                  * subtle: at the smallest distance there is
1826                                  * just one node left in each "group", the
1827                                  * winner is the preferred nid.
1828                                  */
1829                                 nid = a;
1830                         }
1831                 }
1832                 /* Next round, evaluate the nodes within max_group. */
1833                 if (!max_faults)
1834                         break;
1835                 nodes = max_group;
1836         }
1837         return nid;
1838 }
1839
1840 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
1841 {
1842         int seq, nid, max_nid = -1, max_group_nid = -1;
1843         unsigned long max_faults = 0, max_group_faults = 0;
1844         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
1845         unsigned long total_faults;
1846         u64 runtime, period;
1847         spinlock_t *group_lock = NULL;
1848
1849         /*
1850          * The p->mm->numa_scan_seq field gets updated without
1851          * exclusive access. Use READ_ONCE() here to ensure
1852          * that the field is read in a single access:
1853          */
1854         seq = READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
1855         if (p->numa_scan_seq == seq)
1856                 return;
1857         p->numa_scan_seq = seq;
1858         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1859
1860         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
1861                        p->numa_faults_locality[1];
1862         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
1863
1864         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
1865         if (p->numa_group) {
1866                 group_lock = &p->numa_group->lock;
1867                 spin_lock_irq(group_lock);
1868         }
1869
1870         /* Find the node with the highest number of faults */
1871         for_each_online_node(nid) {
1872                 /* Keep track of the offsets in numa_faults array */
1873                 int mem_idx, membuf_idx, cpu_idx, cpubuf_idx;
1874                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
1875                 int priv;
1876
1877                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
1878                         long diff, f_diff, f_weight;
1879
1880                         mem_idx = task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, priv);
1881                         membuf_idx = task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, nid, priv);
1882                         cpu_idx = task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, priv);
1883                         cpubuf_idx = task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, nid, priv);
1884
1885                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
1886                         diff = p->numa_faults[membuf_idx] - p->numa_faults[mem_idx] / 2;
1887                         fault_types[priv] += p->numa_faults[membuf_idx];
1888                         p->numa_faults[membuf_idx] = 0;
1889
1890                         /*
1891                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
1892                          * count according to CPU use, instead of by the raw
1893                          * number of faults. Tasks with little runtime have
1894                          * little over-all impact on throughput, and thus their
1895                          * faults are less important.
1896                          */
1897                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
1898                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults[cpubuf_idx]) /
1899                                    (total_faults + 1);
1900                         f_diff = f_weight - p->numa_faults[cpu_idx] / 2;
1901                         p->numa_faults[cpubuf_idx] = 0;
1902
1903                         p->numa_faults[mem_idx] += diff;
1904                         p->numa_faults[cpu_idx] += f_diff;
1905                         faults += p->numa_faults[mem_idx];
1906                         p->total_numa_faults += diff;
1907                         if (p->numa_group) {
1908                                 /*
1909                                  * safe because we can only change our own group
1910                                  *
1911                                  * mem_idx represents the offset for a given
1912                                  * nid and priv in a specific region because it
1913                                  * is at the beginning of the numa_faults array.
1914                                  */
1915                                 p->numa_group->faults[mem_idx] += diff;
1916                                 p->numa_group->faults_cpu[mem_idx] += f_diff;
1917                                 p->numa_group->total_faults += diff;
1918                                 group_faults += p->numa_group->faults[mem_idx];
1919                         }
1920                 }
1921
1922                 if (faults > max_faults) {
1923                         max_faults = faults;
1924                         max_nid = nid;
1925                 }
1926
1927                 if (group_faults > max_group_faults) {
1928                         max_group_faults = group_faults;
1929                         max_group_nid = nid;
1930                 }
1931         }
1932
1933         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
1934
1935         if (p->numa_group) {
1936                 update_numa_active_node_mask(p->numa_group);
1937                 spin_unlock_irq(group_lock);
1938                 max_nid = preferred_group_nid(p, max_group_nid);
1939         }
1940
1941         if (max_faults) {
1942                 /* Set the new preferred node */
1943                 if (max_nid != p->numa_preferred_nid)
1944                         sched_setnuma(p, max_nid);
1945
1946                 if (task_node(p) != p->numa_preferred_nid)
1947                         numa_migrate_preferred(p);
1948         }
1949 }
1950
1951 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
1952 {
1953         return atomic_inc_not_zero(&grp->refcount);
1954 }
1955
1956 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
1957 {
1958         if (atomic_dec_and_test(&grp->refcount))
1959                 kfree_rcu(grp, rcu);
1960 }
1961
1962 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
1963                         int *priv)
1964 {
1965         struct numa_group *grp, *my_grp;
1966         struct task_struct *tsk;
1967         bool join = false;
1968         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
1969         int i;
1970
1971         if (unlikely(!p->numa_group)) {
1972                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
1973                                     4*nr_node_ids*sizeof(unsigned long);
1974
1975                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
1976                 if (!grp)
1977                         return;
1978
1979                 atomic_set(&grp->refcount, 1);
1980                 spin_lock_init(&grp->lock);
1981                 grp->gid = p->pid;
1982                 /* Second half of the array tracks nids where faults happen */
1983                 grp->faults_cpu = grp->faults + NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES *
1984                                                 nr_node_ids;
1985
1986                 node_set(task_node(current), grp->active_nodes);
1987
1988                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
1989                         grp->faults[i] = p->numa_faults[i];
1990
1991                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
1992
1993                 grp->nr_tasks++;
1994                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1995         }
1996
1997         rcu_read_lock();
1998         tsk = READ_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
1999
2000         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
2001                 goto no_join;
2002
2003         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
2004         if (!grp)
2005                 goto no_join;
2006
2007         my_grp = p->numa_group;
2008         if (grp == my_grp)
2009                 goto no_join;
2010
2011         /*
2012          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
2013          * the other task will join us.
2014          */
2015         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
2016                 goto no_join;
2017
2018         /*
2019          * Tie-break on the grp address.
2020          */
2021         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
2022                 goto no_join;
2023
2024         /* Always join threads in the same process. */
2025         if (tsk->mm == current->mm)
2026                 join = true;
2027
2028         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
2029         if (flags & TNF_SHARED)
2030                 join = true;
2031
2032         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
2033         *priv = !join;
2034
2035         if (join && !get_numa_group(grp))
2036                 goto no_join;
2037
2038         rcu_read_unlock();
2039
2040         if (!join)
2041                 return;
2042
2043         BUG_ON(irqs_disabled());
2044         double_lock_irq(&my_grp->lock, &grp->lock);
2045
2046         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
2047                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2048                 grp->faults[i] += p->numa_faults[i];
2049         }
2050         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2051         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
2052
2053         my_grp->nr_tasks--;
2054         grp->nr_tasks++;
2055
2056         spin_unlock(&my_grp->lock);
2057         spin_unlock_irq(&grp->lock);
2058
2059         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2060
2061         put_numa_group(my_grp);
2062         return;
2063
2064 no_join:
2065         rcu_read_unlock();
2066         return;
2067 }
2068
2069 void task_numa_free(struct task_struct *p)
2070 {
2071         struct numa_group *grp = p->numa_group;
2072         void *numa_faults = p->numa_faults;
2073         unsigned long flags;
2074         int i;
2075
2076         if (grp) {
2077                 spin_lock_irqsave(&grp->lock, flags);
2078                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2079                         grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2080                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2081
2082                 grp->nr_tasks--;
2083                 spin_unlock_irqrestore(&grp->lock, flags);
2084                 RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2085                 put_numa_group(grp);
2086         }
2087
2088         p->numa_faults = NULL;
2089         kfree(numa_faults);
2090 }
2091
2092 /*
2093  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
2094  */
2095 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
2096 {
2097         struct task_struct *p = current;
2098         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
2099         int cpu_node = task_node(current);
2100         int local = !!(flags & TNF_FAULT_LOCAL);
2101         int priv;
2102
2103         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2104                 return;
2105
2106         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
2107         if (!p->mm)
2108                 return;
2109
2110         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
2111         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
2112                 int size = sizeof(*p->numa_faults) *
2113                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
2114
2115                 p->numa_faults = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
2116                 if (!p->numa_faults)
2117                         return;
2118
2119                 p->total_numa_faults = 0;
2120                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2121         }
2122
2123         /*
2124          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
2125          * to be private if the accessing pid has not changed
2126          */
2127         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
2128                 priv = 1;
2129         } else {
2130                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
2131                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
2132                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
2133         }
2134
2135         /*
2136          * If a workload spans multiple NUMA nodes, a shared fault that
2137          * occurs wholly within the set of nodes that the workload is
2138          * actively using should be counted as local. This allows the
2139          * scan rate to slow down when a workload has settled down.
2140          */
2141         if (!priv && !local && p->numa_group &&
2142                         node_isset(cpu_node, p->numa_group->active_nodes) &&
2143                         node_isset(mem_node, p->numa_group->active_nodes))
2144                 local = 1;
2145
2146         task_numa_placement(p);
2147
2148         /*
2149          * Retry task to preferred node migration periodically, in case it
2150          * case it previously failed, or the scheduler moved us.
2151          */
2152         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry))
2153                 numa_migrate_preferred(p);
2154
2155         if (migrated)
2156                 p->numa_pages_migrated += pages;
2157         if (flags & TNF_MIGRATE_FAIL)
2158                 p->numa_faults_locality[2] += pages;
2159
2160         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, mem_node, priv)] += pages;
2161         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, cpu_node, priv)] += pages;
2162         p->numa_faults_locality[local] += pages;
2163 }
2164
2165 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
2166 {
2167         /*
2168          * We only did a read acquisition of the mmap sem, so
2169          * p->mm->numa_scan_seq is written to without exclusive access
2170          * and the update is not guaranteed to be atomic. That's not
2171          * much of an issue though, since this is just used for
2172          * statistical sampling. Use READ_ONCE/WRITE_ONCE, which are not
2173          * expensive, to avoid any form of compiler optimizations:
2174          */
2175         WRITE_ONCE(p->mm->numa_scan_seq, READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq) + 1);
2176         p->mm->numa_scan_offset = 0;
2177 }
2178
2179 /*
2180  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
2181  * Triggered from task_tick_numa().
2182  */
2183 void task_numa_work(struct callback_head *work)
2184 {
2185         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
2186         struct task_struct *p = current;
2187         struct mm_struct *mm = p->mm;
2188         struct vm_area_struct *vma;
2189         unsigned long start, end;
2190         unsigned long nr_pte_updates = 0;
2191         long pages, virtpages;
2192
2193         WARN_ON_ONCE(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
2194
2195         work->next = work; /* protect against double add */
2196         /*
2197          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
2198          *
2199          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
2200          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
2201          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
2202          * work.
2203          */
2204         if (p->flags & PF_EXITING)
2205                 return;
2206
2207         if (!mm->numa_next_scan) {
2208                 mm->numa_next_scan = now +
2209                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2210         }
2211
2212         /*
2213          * Enforce maximal scan/migration frequency..
2214          */
2215         migrate = mm->numa_next_scan;
2216         if (time_before(now, migrate))
2217                 return;
2218
2219         if (p->numa_scan_period == 0) {
2220                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2221                 p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
2222         }
2223
2224         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2225         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
2226                 return;
2227
2228         /*
2229          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
2230          * the next time around.
2231          */
2232         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
2233
2234         start = mm->numa_scan_offset;
2235         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
2236         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
2237         virtpages = pages * 8;     /* Scan up to this much virtual space */
2238         if (!pages)
2239                 return;
2240
2241
2242         down_read(&mm->mmap_sem);
2243         vma = find_vma(mm, start);
2244         if (!vma) {
2245                 reset_ptenuma_scan(p);
2246                 start = 0;
2247                 vma = mm->mmap;
2248         }
2249         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
2250                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(vma) ||
2251                         is_vm_hugetlb_page(vma) || (vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP)) {
2252                         continue;
2253                 }
2254
2255                 /*
2256                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
2257                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
2258                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
2259                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
2260                  */
2261                 if (!vma->vm_mm ||
2262                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
2263                         continue;
2264
2265                 /*
2266                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
2267                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
2268                  */
2269                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
2270                         continue;
2271
2272                 do {
2273                         start = max(start, vma->vm_start);
2274                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
2275                         end = min(end, vma->vm_end);
2276                         nr_pte_updates = change_prot_numa(vma, start, end);
2277
2278                         /*
2279                          * Try to scan sysctl_numa_balancing_size worth of
2280                          * hpages that have at least one present PTE that
2281                          * is not already pte-numa. If the VMA contains
2282                          * areas that are unused or already full of prot_numa
2283                          * PTEs, scan up to virtpages, to skip through those
2284                          * areas faster.
2285                          */
2286                         if (nr_pte_updates)
2287                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2288                         virtpages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2289
2290                         start = end;
2291                         if (pages <= 0 || virtpages <= 0)
2292                                 goto out;
2293
2294                         cond_resched();
2295                 } while (end != vma->vm_end);
2296         }
2297
2298 out:
2299         /*
2300          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
2301          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
2302          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
2303          * scanner to the start so check it now.
2304          */
2305         if (vma)
2306                 mm->numa_scan_offset = start;
2307         else
2308                 reset_ptenuma_scan(p);
2309         up_read(&mm->mmap_sem);
2310 }
2311
2312 /*
2313  * Drive the periodic memory faults..
2314  */
2315 void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2316 {
2317         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
2318         u64 period, now;
2319
2320         /*
2321          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
2322          */
2323         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
2324                 return;
2325
2326         /*
2327          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
2328          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
2329          * task needs to have done some actual work before we bother with
2330          * NUMA placement.
2331          */
2332         now = curr->se.sum_exec_runtime;
2333         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
2334
2335         if (now > curr->node_stamp + period) {
2336                 if (!curr->node_stamp)
2337                         curr->numa_scan_period = task_scan_min(curr);
2338                 curr->node_stamp += period;
2339
2340                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
2341                         init_task_work(work, task_numa_work); /* TODO: move this into sched_fork() */
2342                         task_work_add(curr, work, true);
2343                 }
2344         }
2345 }
2346 #else
2347 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2348 {
2349 }
2350
2351 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2352 {
2353 }
2354
2355 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2356 {
2357 }
2358 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2359
2360 static void
2361 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2362 {
2363         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2364         if (!parent_entity(se))
2365                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2366 #ifdef CONFIG_SMP
2367         if (entity_is_task(se)) {
2368                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2369
2370                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
2371                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
2372         }
2373 #endif
2374         cfs_rq->nr_running++;
2375 }
2376
2377 static void
2378 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2379 {
2380         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2381         if (!parent_entity(se))
2382                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2383         if (entity_is_task(se)) {
2384                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
2385                 list_del_init(&se->group_node);
2386         }
2387         cfs_rq->nr_running--;
2388 }
2389
2390 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2391 # ifdef CONFIG_SMP
2392 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
2393 {
2394         long tg_weight;
2395
2396         /*
2397          * Use this CPU's real-time load instead of the last load contribution
2398          * as the updating of the contribution is delayed, and we will use the
2399          * the real-time load to calc the share. See update_tg_load_avg().
2400          */
2401         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
2402         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
2403         tg_weight += cfs_rq->load.weight;
2404
2405         return tg_weight;
2406 }
2407
2408 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2409 {
2410         long tg_weight, load, shares;
2411
2412         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
2413         load = cfs_rq->load.weight;
2414
2415         shares = (tg->shares * load);
2416         if (tg_weight)
2417                 shares /= tg_weight;
2418
2419         if (shares < MIN_SHARES)
2420                 shares = MIN_SHARES;
2421         if (shares > tg->shares)
2422                 shares = tg->shares;
2423
2424         return shares;
2425 }
2426 # else /* CONFIG_SMP */
2427 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2428 {
2429         return tg->shares;
2430 }
2431 # endif /* CONFIG_SMP */
2432 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
2433                             unsigned long weight)
2434 {
2435         if (se->on_rq) {
2436                 /* commit outstanding execution time */
2437                 if (cfs_rq->curr == se)
2438                         update_curr(cfs_rq);
2439                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2440         }
2441
2442         update_load_set(&se->load, weight);
2443
2444         if (se->on_rq)
2445                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2446 }
2447
2448 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
2449
2450 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2451 {
2452         struct task_group *tg;
2453         struct sched_entity *se;
2454         long shares;
2455
2456         tg = cfs_rq->tg;
2457         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
2458         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
2459                 return;
2460 #ifndef CONFIG_SMP
2461         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
2462                 return;
2463 #endif
2464         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
2465
2466         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
2467 }
2468 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2469 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2470 {
2471 }
2472 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2473
2474 #ifdef CONFIG_SMP
2475 /* Precomputed fixed inverse multiplies for multiplication by y^n */
2476 static const u32 runnable_avg_yN_inv[] = {
2477         0xffffffff, 0xfa83b2da, 0xf5257d14, 0xefe4b99a, 0xeac0c6e6, 0xe5b906e6,
2478         0xe0ccdeeb, 0xdbfbb796, 0xd744fcc9, 0xd2a81d91, 0xce248c14, 0xc9b9bd85,
2479         0xc5672a10, 0xc12c4cc9, 0xbd08a39e, 0xb8fbaf46, 0xb504f333, 0xb123f581,
2480         0xad583ee9, 0xa9a15ab4, 0xa5fed6a9, 0xa2704302, 0x9ef5325f, 0x9b8d39b9,
2481         0x9837f050, 0x94f4efa8, 0x91c3d373, 0x8ea4398a, 0x8b95c1e3, 0x88980e80,
2482         0x85aac367, 0x82cd8698,
2483 };
2484
2485 /*
2486  * Precomputed \Sum y^k { 1<=k<=n }.  These are floor(true_value) to prevent
2487  * over-estimates when re-combining.
2488  */
2489 static const u32 runnable_avg_yN_sum[] = {
2490             0, 1002, 1982, 2941, 3880, 4798, 5697, 6576, 7437, 8279, 9103,
2491          9909,10698,11470,12226,12966,13690,14398,15091,15769,16433,17082,
2492         17718,18340,18949,19545,20128,20698,21256,21802,22336,22859,23371,
2493 };
2494
2495 /*
2496  * Approximate:
2497  *   val * y^n,    where y^32 ~= 0.5 (~1 scheduling period)
2498  */
2499 static __always_inline u64 decay_load(u64 val, u64 n)
2500 {
2501         unsigned int local_n;
2502
2503         if (!n)
2504                 return val;
2505         else if (unlikely(n > LOAD_AVG_PERIOD * 63))
2506                 return 0;
2507
2508         /* after bounds checking we can collapse to 32-bit */
2509         local_n = n;
2510
2511         /*
2512          * As y^PERIOD = 1/2, we can combine
2513          *    y^n = 1/2^(n/PERIOD) * y^(n%PERIOD)
2514          * With a look-up table which covers y^n (n<PERIOD)
2515          *
2516          * To achieve constant time decay_load.
2517          */
2518         if (unlikely(local_n >= LOAD_AVG_PERIOD)) {
2519                 val >>= local_n / LOAD_AVG_PERIOD;
2520                 local_n %= LOAD_AVG_PERIOD;
2521         }
2522
2523         val = mul_u64_u32_shr(val, runnable_avg_yN_inv[local_n], 32);
2524         return val;
2525 }
2526
2527 /*
2528  * For updates fully spanning n periods, the contribution to runnable
2529  * average will be: \Sum 1024*y^n
2530  *
2531  * We can compute this reasonably efficiently by combining:
2532  *   y^PERIOD = 1/2 with precomputed \Sum 1024*y^n {for  n <PERIOD}
2533  */
2534 static u32 __compute_runnable_contrib(u64 n)
2535 {
2536         u32 contrib = 0;
2537
2538         if (likely(n <= LOAD_AVG_PERIOD))
2539                 return runnable_avg_yN_sum[n];
2540         else if (unlikely(n >= LOAD_AVG_MAX_N))
2541                 return LOAD_AVG_MAX;
2542
2543         /* Compute \Sum k^n combining precomputed values for k^i, \Sum k^j */
2544         do {
2545                 contrib /= 2; /* y^LOAD_AVG_PERIOD = 1/2 */
2546                 contrib += runnable_avg_yN_sum[LOAD_AVG_PERIOD];
2547
2548                 n -= LOAD_AVG_PERIOD;
2549         } while (n > LOAD_AVG_PERIOD);
2550
2551         contrib = decay_load(contrib, n);
2552         return contrib + runnable_avg_yN_sum[n];
2553 }
2554
2555 #if (SCHED_LOAD_SHIFT - SCHED_LOAD_RESOLUTION) != 10 || SCHED_CAPACITY_SHIFT != 10
2556 #error "load tracking assumes 2^10 as unit"
2557 #endif
2558
2559 #define cap_scale(v, s) ((v)*(s) >> SCHED_CAPACITY_SHIFT)
2560
2561 /*
2562  * We can represent the historical contribution to runnable average as the
2563  * coefficients of a geometric series.  To do this we sub-divide our runnable
2564  * history into segments of approximately 1ms (1024us); label the segment that
2565  * occurred N-ms ago p_N, with p_0 corresponding to the current period, e.g.
2566  *
2567  * [<- 1024us ->|<- 1024us ->|<- 1024us ->| ...
2568  *      p0            p1           p2
2569  *     (now)       (~1ms ago)  (~2ms ago)
2570  *
2571  * Let u_i denote the fraction of p_i that the entity was runnable.
2572  *
2573  * We then designate the fractions u_i as our co-efficients, yielding the
2574  * following representation of historical load:
2575  *   u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + u_3*y^3 + ...
2576  *
2577  * We choose y based on the with of a reasonably scheduling period, fixing:
2578  *   y^32 = 0.5
2579  *
2580  * This means that the contribution to load ~32ms ago (u_32) will be weighted
2581  * approximately half as much as the contribution to load within the last ms
2582  * (u_0).
2583  *
2584  * When a period "rolls over" and we have new u_0`, multiplying the previous
2585  * sum again by y is sufficient to update:
2586  *   load_avg = u_0` + y*(u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... )
2587  *            = u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... [re-labeling u_i --> u_{i+1}]
2588  */
2589 static __always_inline int
2590 __update_load_avg(u64 now, int cpu, struct sched_avg *sa,
2591                   unsigned long weight, int running, struct cfs_rq *cfs_rq)
2592 {
2593         u64 delta, scaled_delta, periods;
2594         u32 contrib;
2595         unsigned int delta_w, scaled_delta_w, decayed = 0;
2596         unsigned long scale_freq, scale_cpu;
2597
2598         delta = now - sa->last_update_time;
2599         /*
2600          * This should only happen when time goes backwards, which it
2601          * unfortunately does during sched clock init when we swap over to TSC.
2602          */
2603         if ((s64)delta < 0) {
2604                 sa->last_update_time = now;
2605                 return 0;
2606         }
2607
2608         /*
2609          * Use 1024ns as the unit of measurement since it's a reasonable
2610          * approximation of 1us and fast to compute.
2611          */
2612         delta >>= 10;
2613         if (!delta)
2614                 return 0;
2615         sa->last_update_time = now;
2616
2617         scale_freq = arch_scale_freq_capacity(NULL, cpu);
2618         scale_cpu = arch_scale_cpu_capacity(NULL, cpu);
2619         trace_sched_contrib_scale_f(cpu, scale_freq, scale_cpu);
2620
2621         /* delta_w is the amount already accumulated against our next period */
2622         delta_w = sa->period_contrib;
2623         if (delta + delta_w >= 1024) {
2624                 decayed = 1;
2625
2626                 /* how much left for next period will start over, we don't know yet */
2627                 sa->period_contrib = 0;
2628
2629                 /*
2630                  * Now that we know we're crossing a period boundary, figure
2631                  * out how much from delta we need to complete the current
2632                  * period and accrue it.
2633                  */
2634                 delta_w = 1024 - delta_w;
2635                 scaled_delta_w = cap_scale(delta_w, scale_freq);
2636                 if (weight) {
2637                         sa->load_sum += weight * scaled_delta_w;
2638                         if (cfs_rq) {
2639                                 cfs_rq->runnable_load_sum +=
2640                                                 weight * scaled_delta_w;
2641                         }
2642                 }
2643                 if (running)
2644                         sa->util_sum += scaled_delta_w * scale_cpu;
2645
2646                 delta -= delta_w;
2647
2648                 /* Figure out how many additional periods this update spans */
2649                 periods = delta / 1024;
2650                 delta %= 1024;
2651
2652                 sa->load_sum = decay_load(sa->load_sum, periods + 1);
2653                 if (cfs_rq) {
2654                         cfs_rq->runnable_load_sum =
2655                                 decay_load(cfs_rq->runnable_load_sum, periods + 1);
2656                 }
2657                 sa->util_sum = decay_load((u64)(sa->util_sum), periods + 1);
2658
2659                 /* Efficiently calculate \sum (1..n_period) 1024*y^i */
2660                 contrib = __compute_runnable_contrib(periods);
2661                 contrib = cap_scale(contrib, scale_freq);
2662                 if (weight) {
2663                         sa->load_sum += weight * contrib;
2664                         if (cfs_rq)
2665                                 cfs_rq->runnable_load_sum += weight * contrib;
2666                 }
2667                 if (running)
2668                         sa->util_sum += contrib * scale_cpu;
2669         }
2670
2671         /* Remainder of delta accrued against u_0` */
2672         scaled_delta = cap_scale(delta, scale_freq);
2673         if (weight) {
2674                 sa->load_sum += weight * scaled_delta;
2675                 if (cfs_rq)
2676                         cfs_rq->runnable_load_sum += weight * scaled_delta;
2677         }
2678         if (running)
2679                 sa->util_sum += scaled_delta * scale_cpu;
2680
2681         sa->period_contrib += delta;
2682
2683         if (decayed) {
2684                 sa->load_avg = div_u64(sa->load_sum, LOAD_AVG_MAX);
2685                 if (cfs_rq) {
2686                         cfs_rq->runnable_load_avg =
2687                                 div_u64(cfs_rq->runnable_load_sum, LOAD_AVG_MAX);
2688                 }
2689                 sa->util_avg = sa->util_sum / LOAD_AVG_MAX;
2690         }
2691
2692         return decayed;
2693 }
2694
2695 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2696 /*
2697  * Updating tg's load_avg is necessary before update_cfs_share (which is done)
2698  * and effective_load (which is not done because it is too costly).
2699  */
2700 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force)
2701 {
2702         long delta = cfs_rq->avg.load_avg - cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
2703
2704         if (force || abs(delta) > cfs_rq->tg_load_avg_contrib / 64) {
2705                 atomic_long_add(delta, &cfs_rq->tg->load_avg);
2706                 cfs_rq->tg_load_avg_contrib = cfs_rq->avg.load_avg;
2707         }
2708 }
2709
2710 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2711 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force) {}
2712 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2713
2714 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
2715
2716 /*
2717  * Unsigned subtract and clamp on underflow.
2718  *
2719  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
2720  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
2721  * values.
2722  */
2723 #define sub_positive(_ptr, _val) do {                           \
2724         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
2725         typeof(*ptr) val = (_val);                              \
2726         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
2727         res = var - val;                                        \
2728         if (res > var)                                          \
2729                 res = 0;                                        \
2730         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
2731 } while (0)
2732
2733 /* Group cfs_rq's load_avg is used for task_h_load and update_cfs_share */
2734 static inline int update_cfs_rq_load_avg(u64 now, struct cfs_rq *cfs_rq)
2735 {
2736         struct sched_avg *sa = &cfs_rq->avg;
2737         int decayed, removed = 0;
2738
2739         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_load_avg)) {
2740                 s64 r = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_load_avg, 0);
2741                 sub_positive(&sa->load_avg, r);
2742                 sub_positive(&sa->load_sum, r * LOAD_AVG_MAX);
2743                 removed = 1;
2744         }
2745
2746         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_util_avg)) {
2747                 long r = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_util_avg, 0);
2748                 sub_positive(&sa->util_avg, r);
2749                 sub_positive(&sa->util_sum, r * LOAD_AVG_MAX);
2750         }
2751
2752         decayed = __update_load_avg(now, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), sa,
2753                 scale_load_down(cfs_rq->load.weight), cfs_rq->curr != NULL, cfs_rq);
2754
2755 #ifndef CONFIG_64BIT
2756         smp_wmb();
2757         cfs_rq->load_last_update_time_copy = sa->last_update_time;
2758 #endif
2759
2760         trace_sched_load_avg_cpu(cpu_of(rq_of(cfs_rq)), cfs_rq);
2761
2762         return decayed || removed;
2763 }
2764
2765 /* Update task and its cfs_rq load average */
2766 static inline void update_load_avg(struct sched_entity *se, int update_tg)
2767 {
2768         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2769         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
2770         int cpu = cpu_of(rq_of(cfs_rq));
2771
2772         /*
2773          * Track task load average for carrying it to new CPU after migrated, and
2774          * track group sched_entity load average for task_h_load calc in migration
2775          */
2776         __update_load_avg(now, cpu, &se->avg,
2777                           se->on_rq * scale_load_down(se->load.weight),
2778                           cfs_rq->curr == se, NULL);
2779
2780         if (update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq) && update_tg)
2781                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
2782
2783         if (entity_is_task(se))
2784                 trace_sched_load_avg_task(task_of(se), &se->avg);
2785 }
2786
2787 static void attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2788 {
2789         if (!sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD))
2790                 goto skip_aging;
2791
2792         /*
2793          * If we got migrated (either between CPUs or between cgroups) we'll
2794          * have aged the average right before clearing @last_update_time.
2795          */
2796         if (se->avg.last_update_time) {
2797                 __update_load_avg(cfs_rq->avg.last_update_time, cpu_of(rq_of(cfs_rq)),
2798                                   &se->avg, 0, 0, NULL);
2799
2800                 /*
2801                  * XXX: we could have just aged the entire load away if we've been
2802                  * absent from the fair class for too long.
2803                  */
2804         }
2805
2806 skip_aging:
2807         se->avg.last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
2808         cfs_rq->avg.load_avg += se->avg.load_avg;
2809         cfs_rq->avg.load_sum += se->avg.load_sum;
2810         cfs_rq->avg.util_avg += se->avg.util_avg;
2811         cfs_rq->avg.util_sum += se->avg.util_sum;
2812 }
2813
2814 static void detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2815 {
2816         __update_load_avg(cfs_rq->avg.last_update_time, cpu_of(rq_of(cfs_rq)),
2817                           &se->avg, se->on_rq * scale_load_down(se->load.weight),
2818                           cfs_rq->curr == se, NULL);
2819
2820         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, se->avg.load_avg);
2821         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, se->avg.load_sum);
2822         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, se->avg.util_avg);
2823         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_sum, se->avg.util_sum);
2824 }
2825
2826 /* Add the load generated by se into cfs_rq's load average */
2827 static inline void
2828 enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2829 {
2830         struct sched_avg *sa = &se->avg;
2831         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
2832         int migrated, decayed;
2833
2834         migrated = !sa->last_update_time;
2835         if (!migrated) {
2836                 __update_load_avg(now, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), sa,
2837                         se->on_rq * scale_load_down(se->load.weight),
2838                         cfs_rq->curr == se, NULL);
2839         }
2840
2841         decayed = update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
2842
2843         cfs_rq->runnable_load_avg += sa->load_avg;
2844         cfs_rq->runnable_load_sum += sa->load_sum;
2845
2846         if (migrated)
2847                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
2848
2849         if (decayed || migrated)
2850                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
2851 }
2852
2853 /* Remove the runnable load generated by se from cfs_rq's runnable load average */
2854 static inline void
2855 dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2856 {
2857         update_load_avg(se, 1);
2858
2859         cfs_rq->runnable_load_avg =
2860                 max_t(long, cfs_rq->runnable_load_avg - se->avg.load_avg, 0);
2861         cfs_rq->runnable_load_sum =
2862                 max_t(s64,  cfs_rq->runnable_load_sum - se->avg.load_sum, 0);
2863 }
2864
2865 #ifndef CONFIG_64BIT
2866 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
2867 {
2868         u64 last_update_time_copy;
2869         u64 last_update_time;
2870
2871         do {
2872                 last_update_time_copy = cfs_rq->load_last_update_time_copy;
2873                 smp_rmb();
2874                 last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
2875         } while (last_update_time != last_update_time_copy);
2876
2877         return last_update_time;
2878 }
2879 #else
2880 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
2881 {
2882         return cfs_rq->avg.last_update_time;
2883 }
2884 #endif
2885
2886 /*
2887  * Task first catches up with cfs_rq, and then subtract
2888  * itself from the cfs_rq (task must be off the queue now).
2889  */
2890 void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
2891 {
2892         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2893         u64 last_update_time;
2894
2895         /*
2896          * Newly created task or never used group entity should not be removed
2897          * from its (source) cfs_rq
2898          */
2899         if (se->avg.last_update_time == 0)
2900                 return;
2901
2902         last_update_time = cfs_rq_last_update_time(cfs_rq);
2903
2904         __update_load_avg(last_update_time, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), &se->avg, 0, 0, NULL);
2905         atomic_long_add(se->avg.load_avg, &cfs_rq->removed_load_avg);
2906         atomic_long_add(se->avg.util_avg, &cfs_rq->removed_util_avg);
2907 }
2908
2909 /*
2910  * Update the rq's load with the elapsed running time before entering
2911  * idle. if the last scheduled task is not a CFS task, idle_enter will
2912  * be the only way to update the runnable statistic.
2913  */
2914 void idle_enter_fair(struct rq *this_rq)
2915 {
2916 }
2917
2918 /*
2919  * Update the rq's load with the elapsed idle time before a task is
2920  * scheduled. if the newly scheduled task is not a CFS task, idle_exit will
2921  * be the only way to update the runnable statistic.
2922  */
2923 void idle_exit_fair(struct rq *this_rq)
2924 {
2925 }
2926
2927 static inline unsigned long cfs_rq_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
2928 {
2929         return cfs_rq->runnable_load_avg;
2930 }
2931
2932 static inline unsigned long cfs_rq_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
2933 {
2934         return cfs_rq->avg.load_avg;
2935 }
2936
2937 static int idle_balance(struct rq *this_rq);
2938
2939 #else /* CONFIG_SMP */
2940
2941 static inline void update_load_avg(struct sched_entity *se, int update_tg) {}
2942 static inline void
2943 enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
2944 static inline void
2945 dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
2946 static inline void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se) {}
2947
2948 static inline void
2949 attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
2950 static inline void
2951 detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
2952
2953 static inline int idle_balance(struct rq *rq)
2954 {
2955         return 0;
2956 }
2957
2958 #endif /* CONFIG_SMP */
2959
2960 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2961 {
2962 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2963         struct task_struct *tsk = NULL;
2964
2965         if (entity_is_task(se))
2966                 tsk = task_of(se);
2967
2968         if (se->statistics.sleep_start) {
2969                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.sleep_start;
2970
2971                 if ((s64)delta < 0)
2972                         delta = 0;
2973
2974                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
2975                         se->statistics.sleep_max = delta;
2976
2977                 se->statistics.sleep_start = 0;
2978                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2979
2980                 if (tsk) {
2981                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
2982                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
2983                 }
2984         }
2985         if (se->statistics.block_start) {
2986                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.block_start;
2987
2988                 if ((s64)delta < 0)
2989                         delta = 0;
2990
2991                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
2992                         se->statistics.block_max = delta;
2993
2994                 se->statistics.block_start = 0;
2995                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2996
2997                 if (tsk) {
2998                         if (tsk->in_iowait) {
2999                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
3000                                 se->statistics.iowait_count++;
3001                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
3002                         }
3003
3004                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
3005                         trace_sched_blocked_reason(tsk);
3006
3007                         /*
3008                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
3009                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
3010                          * amount of time that the task spent sleeping:
3011                          */
3012                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
3013                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
3014                                                 (void *)get_wchan(tsk),
3015                                                 delta >> 20);
3016                         }
3017                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
3018                 }
3019         }
3020 #endif
3021 }
3022
3023 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3024 {
3025 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3026         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
3027
3028         if (d < 0)
3029                 d = -d;
3030
3031         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
3032                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
3033 #endif
3034 }
3035
3036 static void
3037 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
3038 {
3039         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3040
3041         /*
3042          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
3043          * however the extra weight of the new task will slow them down a
3044          * little, place the new task so that it fits in the slot that
3045          * stays open at the end.
3046          */
3047         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
3048                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
3049
3050         /* sleeps up to a single latency don't count. */
3051         if (!initial) {
3052                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
3053
3054                 /*
3055                  * Halve their sleep time's effect, to allow
3056                  * for a gentler effect of sleepers:
3057                  */
3058                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
3059                         thresh >>= 1;
3060
3061                 vruntime -= thresh;
3062         }
3063
3064         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
3065         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
3066 }
3067
3068 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
3069
3070 static void
3071 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3072 {
3073         /*
3074          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
3075          * through calling update_curr().
3076          */
3077         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
3078                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
3079
3080         /*
3081          * Update run-time statistics of the 'current'.
3082          */
3083         update_curr(cfs_rq);
3084         enqueue_entity_load_avg(cfs_rq, se);
3085         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
3086         update_cfs_shares(cfs_rq);
3087
3088         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
3089                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
3090                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
3091         }
3092
3093         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
3094         check_spread(cfs_rq, se);
3095         if (se != cfs_rq->curr)
3096                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
3097         se->on_rq = 1;
3098
3099         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
3100                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
3101                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
3102         }
3103 }
3104
3105 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
3106 {
3107         for_each_sched_entity(se) {
3108                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3109                 if (cfs_rq->last != se)
3110                         break;
3111
3112                 cfs_rq->last = NULL;
3113         }
3114 }
3115
3116 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
3117 {
3118         for_each_sched_entity(se) {
3119                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3120                 if (cfs_rq->next != se)
3121                         break;
3122
3123                 cfs_rq->next = NULL;
3124         }
3125 }
3126
3127 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
3128 {
3129         for_each_sched_entity(se) {
3130                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3131                 if (cfs_rq->skip != se)
3132                         break;
3133
3134                 cfs_rq->skip = NULL;
3135         }
3136 }
3137
3138 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3139 {
3140         if (cfs_rq->last == se)
3141                 __clear_buddies_last(se);
3142
3143         if (cfs_rq->next == se)
3144                 __clear_buddies_next(se);
3145
3146         if (cfs_rq->skip == se)
3147                 __clear_buddies_skip(se);
3148 }
3149
3150 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3151
3152 static void
3153 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3154 {
3155         /*
3156          * Update run-time statistics of the 'current'.
3157          */
3158         update_curr(cfs_rq);
3159         dequeue_entity_load_avg(cfs_rq, se);
3160
3161         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
3162         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
3163 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3164                 if (entity_is_task(se)) {
3165                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
3166
3167                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
3168                                 se->statistics.sleep_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
3169                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
3170                                 se->statistics.block_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
3171                 }
3172 #endif
3173         }
3174
3175         clear_buddies(cfs_rq, se);
3176
3177         if (se != cfs_rq->curr)
3178                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3179         se->on_rq = 0;
3180         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
3181
3182         /*
3183          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
3184          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
3185          * movement in our normalized position.
3186          */
3187         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
3188                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
3189
3190         /* return excess runtime on last dequeue */
3191         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3192
3193         update_min_vruntime(cfs_rq);
3194         update_cfs_shares(cfs_rq);
3195 }
3196
3197 /*
3198  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
3199  */
3200 static void
3201 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
3202 {
3203         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
3204         struct sched_entity *se;
3205         s64 delta;
3206
3207         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
3208         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
3209         if (delta_exec > ideal_runtime) {
3210                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3211                 /*
3212                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
3213                  * re-elected due to buddy favours.
3214                  */
3215                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
3216                 return;
3217         }
3218
3219         /*
3220          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
3221          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
3222          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
3223          */
3224         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
3225                 return;
3226
3227         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
3228         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
3229
3230         if (delta < 0)
3231                 return;
3232
3233         if (delta > ideal_runtime)
3234                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3235 }
3236
3237 static void
3238 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3239 {
3240         /* 'current' is not kept within the tree. */
3241         if (se->on_rq) {
3242                 /*
3243                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
3244                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
3245                  * runqueue.
3246                  */
3247                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
3248                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3249                 update_load_avg(se, 1);
3250         }
3251
3252         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
3253         cfs_rq->curr = se;
3254 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3255         /*
3256          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
3257          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
3258          * when there are only lesser-weight tasks around):
3259          */
3260         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
3261                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
3262                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
3263         }
3264 #endif
3265         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
3266 }
3267
3268 static int
3269 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
3270
3271 /*
3272  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
3273  * 1) keep things fair between processes/task groups
3274  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
3275  * 3) pick the "last" process, for cache locality
3276  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
3277  */
3278 static struct sched_entity *
3279 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
3280 {
3281         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
3282         struct sched_entity *se;
3283
3284         /*
3285          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
3286          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
3287          */
3288         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
3289                 left = curr;
3290
3291         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
3292
3293         /*
3294          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
3295          * be done without getting too unfair.
3296          */
3297         if (cfs_rq->skip == se) {
3298                 struct sched_entity *second;
3299
3300                 if (se == curr) {
3301                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
3302                 } else {
3303                         second = __pick_next_entity(se);
3304                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
3305                                 second = curr;
3306                 }
3307
3308                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
3309                         se = second;
3310         }
3311
3312         /*
3313          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
3314          */
3315         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
3316                 se = cfs_rq->last;
3317
3318         /*
3319          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
3320          */
3321         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
3322                 se = cfs_rq->next;
3323
3324         clear_buddies(cfs_rq, se);
3325
3326         return se;
3327 }
3328
3329 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3330
3331 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
3332 {
3333         /*
3334          * If still on the runqueue then deactivate_task()
3335          * was not called and update_curr() has to be done:
3336          */
3337         if (prev->on_rq)
3338                 update_curr(cfs_rq);
3339
3340         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
3341         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3342
3343         check_spread(cfs_rq, prev);
3344         if (prev->on_rq) {
3345                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
3346                 /* Put 'current' back into the tree. */
3347                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
3348                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
3349                 update_load_avg(prev, 0);
3350         }
3351         cfs_rq->curr = NULL;
3352 }
3353
3354 static void
3355 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
3356 {
3357         /*
3358          * Update run-time statistics of the 'current'.
3359          */
3360         update_curr(cfs_rq);
3361
3362         /*
3363          * Ensure that runnable average is periodically updated.
3364          */
3365         update_load_avg(curr, 1);
3366         update_cfs_shares(cfs_rq);
3367
3368 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
3369         /*
3370          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
3371          * validating it and just reschedule.
3372          */
3373         if (queued) {
3374                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3375                 return;
3376         }
3377         /*
3378          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
3379          */
3380         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
3381                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
3382                 return;
3383 #endif
3384
3385         if (cfs_rq->nr_running > 1)
3386                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
3387 }
3388
3389
3390 /**************************************************
3391  * CFS bandwidth control machinery
3392  */
3393
3394 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
3395
3396 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
3397 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
3398
3399 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
3400 {
3401         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
3402 }
3403
3404 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
3405 {
3406         static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
3407 }
3408
3409 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
3410 {
3411         static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
3412 }
3413 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
3414 static bool cfs_bandwidth_used(void)
3415 {
3416         return true;
3417 }
3418
3419 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
3420 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
3421 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
3422
3423 /*
3424  * default period for cfs group bandwidth.
3425  * default: 0.1s, units: nanoseconds
3426  */
3427 static inline u64 default_cfs_period(void)
3428 {
3429         return 100000000ULL;
3430 }
3431
3432 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
3433 {
3434         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
3435 }
3436
3437 /*
3438  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
3439  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
3440  * additional synchronization around rq->lock.
3441  *
3442  * requires cfs_b->lock
3443  */
3444 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3445 {
3446         u64 now;
3447
3448         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3449                 return;
3450
3451         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
3452         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
3453         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
3454 }
3455
3456 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
3457 {
3458         return &tg->cfs_bandwidth;
3459 }
3460
3461 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
3462 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
3463 {
3464         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
3465                 return cfs_rq->throttled_clock_task;
3466
3467         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
3468 }
3469
3470 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
3471 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3472 {
3473         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
3474         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
3475         u64 amount = 0, min_amount, expires;
3476
3477         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
3478         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
3479
3480         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3481         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3482                 amount = min_amount;
3483         else {
3484                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
3485
3486                 if (cfs_b->runtime > 0) {
3487                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
3488                         cfs_b->runtime -= amount;
3489                         cfs_b->idle = 0;
3490                 }
3491         }
3492         expires = cfs_b->runtime_expires;
3493         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3494
3495         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
3496         /*
3497          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
3498          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
3499          * issued.
3500          */
3501         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
3502                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3503
3504         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
3505 }
3506
3507 /*
3508  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
3509  * fact that rq->clock snapshots this value.
3510  */
3511 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3512 {
3513         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3514
3515         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
3516         if (likely((s64)(rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
3517                 return;
3518
3519         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
3520                 return;
3521
3522         /*
3523          * If the local deadline has passed we have to consider the
3524          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
3525          * has not truly expired.
3526          *
3527          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
3528          * whether the global deadline has advanced. It is valid to compare
3529          * cfs_b->runtime_expires without any locks since we only care about
3530          * exact equality, so a partial write will still work.
3531          */
3532
3533         if (cfs_rq->runtime_expires != cfs_b->runtime_expires) {
3534                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
3535                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
3536         } else {
3537                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
3538                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
3539         }
3540 }
3541
3542 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3543 {
3544         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
3545         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
3546         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3547
3548         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3549                 return;
3550
3551         /*
3552          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
3553          * hierarchy can be throttled
3554          */
3555         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
3556                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3557 }
3558
3559 static __always_inline
3560 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3561 {
3562         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
3563                 return;
3564
3565         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
3566 }
3567
3568 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
3569 {
3570         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
3571 }
3572
3573 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
3574 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
3575 {
3576         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
3577 }
3578
3579 /*
3580  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
3581  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
3582  * load-balance operations.
3583  */
3584 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
3585                                     int src_cpu, int dest_cpu)
3586 {
3587         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
3588
3589         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
3590         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
3591
3592         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
3593                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
3594 }
3595
3596 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
3597 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
3598 {
3599         struct rq *rq = data;
3600         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3601
3602         cfs_rq->throttle_count--;
3603 #ifdef CONFIG_SMP
3604         if (!cfs_rq->throttle_count) {
3605                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
3606                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
3607                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
3608         }
3609 #endif
3610
3611         return 0;
3612 }
3613
3614 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
3615 {
3616         struct rq *rq = data;
3617         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3618
3619         /* group is entering throttled state, stop time */
3620         if (!cfs_rq->throttle_count)
3621                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
3622         cfs_rq->throttle_count++;
3623
3624         return 0;
3625 }
3626
3627 static void throttle_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         long task_delta, dequeue = 1;
3633         bool empty;
3634
3635         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
3636
3637         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
3638         rcu_read_lock();
3639         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
3640         rcu_read_unlock();
3641
3642         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3643         for_each_sched_entity(se) {
3644                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
3645                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
3646                 if (!se->on_rq)
3647                         break;
3648
3649                 if (dequeue)
3650                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
3651                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
3652
3653                 if (qcfs_rq->load.weight)
3654                         dequeue = 0;
3655         }
3656
3657         if (!se)
3658                 sub_nr_running(rq, task_delta);
3659
3660         cfs_rq->throttled = 1;
3661         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
3662         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3663         empty = list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3664
3665         /*
3666          * Add to the _head_ of the list, so that an already-started
3667          * distribute_cfs_runtime will not see us
3668          */
3669         list_add_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
3670
3671         /*
3672          * If we're the first throttled task, make sure the bandwidth
3673          * timer is running.
3674          */
3675         if (empty)
3676                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
3677
3678         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3679 }
3680
3681 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3682 {
3683         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3684         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3685         struct sched_entity *se;
3686         int enqueue = 1;
3687         long task_delta;
3688
3689         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
3690
3691         cfs_rq->throttled = 0;
3692
3693         update_rq_clock(rq);
3694
3695         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3696         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
3697         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
3698         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3699
3700         /* update hierarchical throttle state */
3701         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
3702
3703         if (!cfs_rq->load.weight)
3704                 return;
3705
3706         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3707         for_each_sched_entity(se) {
3708                 if (se->on_rq)
3709                         enqueue = 0;
3710
3711                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3712                 if (enqueue)
3713                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
3714                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
3715
3716                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3717                         break;
3718         }
3719
3720         if (!se)
3721                 add_nr_running(rq, task_delta);
3722
3723         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
3724         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
3725                 resched_curr(rq);
3726 }
3727
3728 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
3729                 u64 remaining, u64 expires)
3730 {
3731         struct cfs_rq *cfs_rq;
3732         u64 runtime;
3733         u64 starting_runtime = remaining;
3734
3735         rcu_read_lock();
3736         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
3737                                 throttled_list) {
3738                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3739
3740                 raw_spin_lock(&rq->lock);
3741                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3742                         goto next;
3743
3744                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
3745                 if (runtime > remaining)
3746                         runtime = remaining;
3747                 remaining -= runtime;
3748
3749                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
3750                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3751
3752                 /* we check whether we're throttled above */
3753                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
3754                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3755
3756 next:
3757                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
3758
3759                 if (!remaining)
3760                         break;
3761         }
3762         rcu_read_unlock();
3763
3764         return starting_runtime - remaining;
3765 }
3766
3767 /*
3768  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
3769  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
3770  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
3771  * used to track this state.
3772  */
3773 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
3774 {
3775         u64 runtime, runtime_expires;
3776         int throttled;
3777
3778         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
3779         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3780                 goto out_deactivate;
3781
3782         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3783         cfs_b->nr_periods += overrun;
3784
3785         /*
3786          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
3787          * we're going inactive then everything else can be deferred
3788          */
3789         if (cfs_b->idle && !throttled)
3790                 goto out_deactivate;
3791
3792         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
3793
3794         if (!throttled) {
3795                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
3796                 cfs_b->idle = 1;
3797                 return 0;
3798         }
3799
3800         /* account preceding periods in which throttling occurred */
3801         cfs_b->nr_throttled += overrun;
3802
3803         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
3804
3805         /*
3806          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth while
3807          * we unthrottle. This can potentially race with an unthrottled group
3808          * trying to acquire new bandwidth from the global pool. This can result
3809          * in us over-using our runtime if it is all used during this loop, but
3810          * only by limited amounts in that extreme case.
3811          */
3812         while (throttled && cfs_b->runtime > 0) {
3813                 runtime = cfs_b->runtime;
3814                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3815                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
3816                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
3817                                                  runtime_expires);
3818                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3819
3820                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3821
3822                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
3823         }
3824
3825         /*
3826          * While we are ensured activity in the period following an
3827          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
3828          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
3829          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
3830          */
3831         cfs_b->idle = 0;
3832
3833         return 0;
3834
3835 out_deactivate:
3836         return 1;
3837 }
3838
3839 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
3840 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
3841 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
3842 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
3843 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
3844 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
3845
3846 /*
3847  * Are we near the end of the current quota period?
3848  *
3849  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
3850  * hrtimer base being cleared by hrtimer_start. In the case of
3851  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
3852  */
3853 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
3854 {
3855         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
3856         u64 remaining;
3857
3858         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
3859         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
3860                 return 1;
3861
3862         /* is a quota refresh about to occur? */
3863         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
3864         if (remaining < min_expire)
3865                 return 1;
3866
3867         return 0;
3868 }
3869
3870 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3871 {
3872         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
3873
3874         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
3875         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
3876                 return;
3877
3878         hrtimer_start(&cfs_b->slack_timer,
3879                         ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period),
3880                         HRTIMER_MODE_REL);
3881 }
3882
3883 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
3884 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3885 {
3886         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3887         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
3888
3889         if (slack_runtime <= 0)
3890                 return;
3891
3892         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3893         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
3894             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
3895                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
3896
3897                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
3898                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
3899                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
3900                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
3901         }
3902         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3903
3904         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
3905         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
3906 }
3907
3908 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3909 {
3910         if (!cfs_bandwidth_used())
3911                 return;
3912
3913         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
3914                 return;
3915
3916         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3917 }
3918
3919 /*
3920  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
3921  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
3922  */
3923 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3924 {
3925         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
3926         u64 expires;
3927
3928         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
3929         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3930         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
3931                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3932                 return;
3933         }
3934
3935         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice)
3936                 runtime = cfs_b->runtime;
3937
3938         expires = cfs_b->runtime_expires;
3939         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3940
3941         if (!runtime)
3942                 return;
3943
3944         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
3945
3946         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3947         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
3948                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
3949         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3950 }
3951
3952 /*
3953  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
3954  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
3955  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
3956  */
3957 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
3958 {
3959         if (!cfs_bandwidth_used())
3960                 return;
3961
3962         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
3963         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
3964                 return;
3965
3966         /* ensure the group is not already throttled */
3967         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3968                 return;
3969
3970         /* update runtime allocation */
3971         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
3972         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
3973                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3974 }
3975
3976 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
3977 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3978 {
3979         if (!cfs_bandwidth_used())
3980                 return false;
3981
3982         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3983                 return false;
3984
3985         /*
3986          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
3987          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
3988          */
3989         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3990                 return true;
3991
3992         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3993         return true;
3994 }
3995
3996 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
3997 {
3998         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3999                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
4000
4001         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
4002
4003         return HRTIMER_NORESTART;
4004 }
4005
4006 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
4007 {
4008         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
4009                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
4010         int overrun;
4011         int idle = 0;
4012
4013         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4014         for (;;) {
4015                 overrun = hrtimer_forward_now(timer, cfs_b->period);
4016                 if (!overrun)
4017                         break;
4018
4019                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
4020         }
4021         if (idle)
4022                 cfs_b->period_active = 0;
4023         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4024
4025         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
4026 }
4027
4028 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4029 {
4030         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
4031         cfs_b->runtime = 0;
4032         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
4033         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
4034
4035         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4036         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
4037         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
4038         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
4039         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
4040 }
4041
4042 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4043 {
4044         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
4045         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
4046 }
4047
4048 void start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4049 {
4050         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
4051
4052         if (!cfs_b->period_active) {
4053                 cfs_b->period_active = 1;
4054                 hrtimer_forward_now(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
4055                 hrtimer_start_expires(&cfs_b->period_timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
4056         }
4057 }
4058
4059 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4060 {
4061         /* init_cfs_bandwidth() was not called */
4062         if (!cfs_b->throttled_cfs_rq.next)
4063                 return;
4064
4065         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
4066         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
4067 }
4068
4069 static void __maybe_unused update_runtime_enabled(struct rq *rq)
4070 {
4071         struct cfs_rq *cfs_rq;
4072
4073         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
4074                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &cfs_rq->tg->cfs_bandwidth;
4075
4076                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4077                 cfs_rq->runtime_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
4078                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4079         }
4080 }
4081
4082 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
4083 {
4084         struct cfs_rq *cfs_rq;
4085
4086         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
4087                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
4088                         continue;
4089
4090                 /*
4091                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
4092                  * there's some valid quota amount
4093                  */
4094                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
4095                 /*
4096                  * Offline rq is schedulable till cpu is completely disabled
4097                  * in take_cpu_down(), so we prevent new cfs throttling here.
4098                  */
4099                 cfs_rq->runtime_enabled = 0;
4100
4101                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4102                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
4103         }
4104 }
4105
4106 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
4107 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
4108 {
4109         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
4110 }
4111
4112 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
4113 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
4114 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4115 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4116
4117 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
4118 {
4119         return 0;
4120 }
4121
4122 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
4123 {
4124         return 0;
4125 }
4126
4127 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
4128                                     int src_cpu, int dest_cpu)
4129 {
4130         return 0;
4131 }
4132
4133 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
4134
4135 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4136 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4137 #endif
4138
4139 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
4140 {
4141         return NULL;
4142 }
4143 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
4144 static inline void update_runtime_enabled(struct rq *rq) {}
4145 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
4146
4147 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
4148
4149 /**************************************************
4150  * CFS operations on tasks:
4151  */
4152
4153 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
4154 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4155 {
4156         struct sched_entity *se = &p->se;
4157         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4158
4159         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
4160
4161         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
4162                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
4163                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
4164                 s64 delta = slice - ran;
4165
4166                 if (delta < 0) {
4167                         if (rq->curr == p)
4168                                 resched_curr(rq);
4169                         return;
4170                 }
4171                 hrtick_start(rq, delta);
4172         }
4173 }
4174
4175 /*
4176  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
4177  * current task is from our class and nr_running is low enough
4178  * to matter.
4179  */
4180 static void hrtick_update(struct rq *rq)
4181 {
4182         struct task_struct *curr = rq->curr;
4183
4184         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
4185                 return;
4186
4187         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
4188                 hrtick_start_fair(rq, curr);
4189 }
4190 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
4191 static inline void
4192 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4193 {
4194 }
4195
4196 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
4197 {
4198 }
4199 #endif
4200
4201 #ifdef CONFIG_SMP
4202 static bool cpu_overutilized(int cpu);
4203 static inline unsigned long boosted_cpu_util(int cpu);
4204 #else
4205 #define boosted_cpu_util(cpu) cpu_util(cpu)
4206 #endif
4207
4208 #ifdef CONFIG_SMP
4209 static void update_capacity_of(int cpu)
4210 {
4211         unsigned long req_cap;
4212
4213         if (!sched_freq())
4214                 return;
4215
4216         /* Convert scale-invariant capacity to cpu. */
4217         req_cap = boosted_cpu_util(cpu);
4218         req_cap = req_cap * SCHED_CAPACITY_SCALE / capacity_orig_of(cpu);
4219         set_cfs_cpu_capacity(cpu, true, req_cap);
4220 }
4221 #endif
4222
4223 /*
4224  * The enqueue_task method is called before nr_running is
4225  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
4226  * then put the task into the rbtree:
4227  */
4228 static void
4229 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
4230 {
4231         struct cfs_rq *cfs_rq;
4232         struct sched_entity *se = &p->se;
4233 #ifdef CONFIG_SMP
4234         int task_new = flags & ENQUEUE_WAKEUP_NEW;
4235         int task_wakeup = flags & ENQUEUE_WAKEUP;
4236 #endif
4237
4238         for_each_sched_entity(se) {
4239                 if (se->on_rq)
4240                         break;
4241                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4242                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
4243
4244                 /*
4245                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
4246                  *
4247                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
4248                  * post the final h_nr_running increment below.
4249                 */
4250                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4251                         break;
4252                 cfs_rq->h_nr_running++;
4253                 walt_inc_cfs_cumulative_runnable_avg(cfs_rq, p);
4254
4255                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
4256         }
4257
4258         for_each_sched_entity(se) {
4259                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4260                 cfs_rq->h_nr_running++;
4261                 walt_inc_cfs_cumulative_runnable_avg(cfs_rq, p);
4262
4263                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4264                         break;
4265
4266                 update_load_avg(se, 1);
4267                 update_cfs_shares(cfs_rq);
4268         }
4269
4270         if (!se)
4271                 add_nr_running(rq, 1);
4272
4273 #ifdef CONFIG_SMP
4274
4275         /*
4276          * Update SchedTune accounting.
4277          *
4278          * We do it before updating the CPU capacity to ensure the
4279          * boost value of the current task is accounted for in the
4280          * selection of the OPP.
4281          *
4282          * We do it also in the case where we enqueue a throttled task;
4283          * we could argue that a throttled task should not boost a CPU,
4284          * however:
4285          * a) properly implementing CPU boosting considering throttled
4286          *    tasks will increase a lot the complexity of the solution
4287          * b) it's not easy to quantify the benefits introduced by
4288          *    such a more complex solution.
4289          * Thus, for the time being we go for the simple solution and boost
4290          * also for throttled RQs.
4291          */
4292         schedtune_enqueue_task(p, cpu_of(rq));
4293
4294         if (!se) {
4295                 walt_inc_cumulative_runnable_avg(rq, p);
4296                 if (!task_new && !rq->rd->overutilized &&
4297                     cpu_overutilized(rq->cpu)) {
4298                         rq->rd->overutilized = true;
4299                         trace_sched_overutilized(true);
4300                 }
4301
4302                 /*
4303                  * We want to potentially trigger a freq switch
4304                  * request only for tasks that are waking up; this is
4305                  * because we get here also during load balancing, but
4306                  * in these cases it seems wise to trigger as single
4307                  * request after load balancing is done.
4308                  */
4309                 if (task_new || task_wakeup)
4310                         update_capacity_of(cpu_of(rq));
4311         }
4312
4313 #endif /* CONFIG_SMP */
4314         hrtick_update(rq);
4315 }
4316
4317 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
4318
4319 /*
4320  * The dequeue_task method is called before nr_running is
4321  * decreased. We remove the task from the rbtree and
4322  * update the fair scheduling stats:
4323  */
4324 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
4325 {
4326         struct cfs_rq *cfs_rq;
4327         struct sched_entity *se = &p->se;
4328         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
4329
4330         for_each_sched_entity(se) {
4331                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4332                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
4333
4334                 /*
4335                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
4336                  *
4337                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
4338                  * post the final h_nr_running decrement below.
4339                 */
4340                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4341                         break;
4342                 cfs_rq->h_nr_running--;
4343                 walt_dec_cfs_cumulative_runnable_avg(cfs_rq, p);
4344
4345                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
4346                 if (cfs_rq->load.weight) {
4347                         /*
4348                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
4349                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
4350                          */
4351                         if (task_sleep && parent_entity(se))
4352                                 set_next_buddy(parent_entity(se));
4353
4354                         /* avoid re-evaluating load for this entity */
4355                         se = parent_entity(se);
4356                         break;
4357                 }
4358                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
4359         }
4360
4361         for_each_sched_entity(se) {
4362                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4363                 cfs_rq->h_nr_running--;
4364                 walt_dec_cfs_cumulative_runnable_avg(cfs_rq, p);
4365
4366                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4367                         break;
4368
4369                 update_load_avg(se, 1);
4370                 update_cfs_shares(cfs_rq);
4371         }
4372
4373         if (!se)
4374                 sub_nr_running(rq, 1);
4375
4376 #ifdef CONFIG_SMP
4377
4378         /*
4379          * Update SchedTune accounting
4380          *
4381          * We do it before updating the CPU capacity to ensure the
4382          * boost value of the current task is accounted for in the
4383          * selection of the OPP.
4384          */
4385         schedtune_dequeue_task(p, cpu_of(rq));
4386
4387         if (!se) {
4388                 walt_dec_cumulative_runnable_avg(rq, p);
4389
4390                 /*
4391                  * We want to potentially trigger a freq switch
4392                  * request only for tasks that are going to sleep;
4393                  * this is because we get here also during load
4394                  * balancing, but in these cases it seems wise to
4395                  * trigger as single request after load balancing is
4396                  * done.
4397                  */
4398                 if (task_sleep) {
4399                         if (rq->cfs.nr_running)
4400                                 update_capacity_of(cpu_of(rq));
4401                         else if (sched_freq())
4402                                 set_cfs_cpu_capacity(cpu_of(rq), false, 0);
4403                 }
4404         }
4405
4406 #endif /* CONFIG_SMP */
4407
4408         hrtick_update(rq);
4409 }
4410
4411 #ifdef CONFIG_SMP
4412
4413 /*
4414  * per rq 'load' arrray crap; XXX kill this.
4415  */
4416
4417 /*
4418  * The exact cpuload at various idx values, calculated at every tick would be
4419  * load = (2^idx - 1) / 2^idx * load + 1 / 2^idx * cur_load
4420  *
4421  * If a cpu misses updates for n-1 ticks (as it was idle) and update gets called
4422  * on nth tick when cpu may be busy, then we have:
4423  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
4424  * load = (2^idx - 1) / 2^idx) * load + 1 / 2^idx * cur_load
4425  *
4426  * decay_load_missed() below does efficient calculation of
4427  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
4428  * avoiding 0..n-1 loop doing load = ((2^idx - 1) / 2^idx) * load
4429  *
4430  * The calculation is approximated on a 128 point scale.
4431  * degrade_zero_ticks is the number of ticks after which load at any
4432  * particular idx is approximated to be zero.
4433  * degrade_factor is a precomputed table, a row for each load idx.
4434  * Each column corresponds to degradation factor for a power of two ticks,
4435  * based on 128 point scale.
4436  * Example:
4437  * row 2, col 3 (=12) says that the degradation at load idx 2 after
4438  * 8 ticks is 12/128 (which is an approximation of exact factor 3^8/4^8).
4439  *
4440  * With this power of 2 load factors, we can degrade the load n times
4441  * by looking at 1 bits in n and doing as many mult/shift instead of
4442  * n mult/shifts needed by the exact degradation.
4443  */
4444 #define DEGRADE_SHIFT           7
4445 static const unsigned char
4446                 degrade_zero_ticks[CPU_LOAD_IDX_MAX] = {0, 8, 32, 64, 128};
4447 static const unsigned char
4448                 degrade_factor[CPU_LOAD_IDX_MAX][DEGRADE_SHIFT + 1] = {
4449                                         {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
4450                                         {64, 32, 8, 0, 0, 0, 0, 0},
4451                                         {96, 72, 40, 12, 1, 0, 0},
4452                                         {112, 98, 75, 43, 15, 1, 0},
4453                                         {120, 112, 98, 76, 45, 16, 2} };
4454
4455 /*
4456  * Update cpu_load for any missed ticks, due to tickless idle. The backlog
4457  * would be when CPU is idle and so we just decay the old load without
4458  * adding any new load.
4459  */
4460 static unsigned long
4461 decay_load_missed(unsigned long load, unsigned long missed_updates, int idx)
4462 {
4463         int j = 0;
4464
4465         if (!missed_updates)
4466                 return load;
4467
4468         if (missed_updates >= degrade_zero_ticks[idx])
4469                 return 0;
4470
4471         if (idx == 1)
4472                 return load >> missed_updates;
4473
4474         while (missed_updates) {
4475                 if (missed_updates % 2)
4476                         load = (load * degrade_factor[idx][j]) >> DEGRADE_SHIFT;
4477
4478                 missed_updates >>= 1;
4479                 j++;
4480         }
4481         return load;
4482 }
4483
4484 /*
4485  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
4486  * scheduler tick (TICK_NSEC). With tickless idle this will not be called
4487  * every tick. We fix it up based on jiffies.
4488  */
4489 static void __update_cpu_load(struct rq *this_rq, unsigned long this_load,
4490                               unsigned long pending_updates)
4491 {
4492         int i, scale;
4493
4494         this_rq->nr_load_updates++;
4495
4496         /* Update our load: */
4497         this_rq->cpu_load[0] = this_load; /* Fasttrack for idx 0 */
4498         for (i = 1, scale = 2; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
4499                 unsigned long old_load, new_load;
4500
4501                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
4502
4503                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
4504                 old_load = decay_load_missed(old_load, pending_updates - 1, i);
4505                 new_load = this_load;
4506                 /*
4507                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
4508                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
4509                  * example.
4510                  */
4511                 if (new_load > old_load)
4512                         new_load += scale - 1;
4513
4514                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load * (scale - 1) + new_load) >> i;
4515         }
4516
4517         sched_avg_update(this_rq);
4518 }
4519
4520 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
4521 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
4522 {
4523         return cfs_rq_runnable_load_avg(&cpu_rq(cpu)->cfs);
4524 }
4525
4526 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
4527 /*
4528  * There is no sane way to deal with nohz on smp when using jiffies because the
4529  * cpu doing the jiffies update might drift wrt the cpu doing the jiffy reading
4530  * causing off-by-one errors in observed deltas; {0,2} instead of {1,1}.
4531  *
4532  * Therefore we cannot use the delta approach from the regular tick since that
4533  * would seriously skew the load calculation. However we'll make do for those
4534  * updates happening while idle (nohz_idle_balance) or coming out of idle
4535  * (tick_nohz_idle_exit).
4536  *
4537  * This means we might still be one tick off for nohz periods.
4538  */
4539
4540 /*
4541  * Called from nohz_idle_balance() to update the load ratings before doing the
4542  * idle balance.
4543  */
4544 static void update_idle_cpu_load(struct rq *this_rq)
4545 {
4546         unsigned long curr_jiffies = READ_ONCE(jiffies);
4547         unsigned long load = weighted_cpuload(cpu_of(this_rq));
4548         unsigned long pending_updates;
4549
4550         /*
4551          * bail if there's load or we're actually up-to-date.
4552          */
4553         if (load || curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
4554                 return;
4555
4556         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
4557         this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
4558
4559         __update_cpu_load(this_rq, load, pending_updates);
4560 }
4561
4562 /*
4563  * Called from tick_nohz_idle_exit() -- try and fix up the ticks we missed.
4564  */
4565 void update_cpu_load_nohz(void)
4566 {
4567         struct rq *this_rq = this_rq();
4568         unsigned long curr_jiffies = READ_ONCE(jiffies);
4569         unsigned long pending_updates;
4570
4571         if (curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
4572                 return;
4573
4574         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
4575         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
4576         if (pending_updates) {
4577                 this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
4578                 /*
4579                  * We were idle, this means load 0, the current load might be
4580                  * !0 due to remote wakeups and the sort.
4581                  */
4582                 __update_cpu_load(this_rq, 0, pending_updates);
4583         }
4584         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
4585 }
4586 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
4587
4588 /*
4589  * Called from scheduler_tick()
4590  */
4591 void update_cpu_load_active(struct rq *this_rq)
4592 {
4593         unsigned long load = weighted_cpuload(cpu_of(this_rq));
4594         /*
4595          * See the mess around update_idle_cpu_load() / update_cpu_load_nohz().
4596          */
4597         this_rq->last_load_update_tick = jiffies;
4598         __update_cpu_load(this_rq, load, 1);
4599 }
4600
4601 /*
4602  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
4603  * according to the scheduling class and "nice" value.
4604  *
4605  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
4606  * balance conservatively.
4607  */
4608 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
4609 {
4610         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4611         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
4612
4613         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
4614                 return total;
4615
4616         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
4617 }
4618
4619 /*
4620  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
4621  * according to the scheduling class and "nice" value.
4622  */
4623 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
4624 {
4625         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4626         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
4627
4628         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
4629                 return total;
4630
4631         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
4632 }
4633
4634
4635 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
4636 {
4637         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4638         unsigned long nr_running = READ_ONCE(rq->cfs.h_nr_running);
4639         unsigned long load_avg = weighted_cpuload(cpu);
4640
4641         if (nr_running)
4642                 return load_avg / nr_running;
4643
4644         return 0;
4645 }
4646
4647 static void record_wakee(struct task_struct *p)
4648 {
4649         /*
4650          * Rough decay (wiping) for cost saving, don't worry
4651          * about the boundary, really active task won't care
4652          * about the loss.
4653          */
4654         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
4655                 current->wakee_flips >>= 1;
4656                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
4657         }
4658
4659         if (current->last_wakee != p) {
4660                 current->last_wakee = p;
4661                 current->wakee_flips++;
4662         }
4663 }
4664
4665 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
4666 {
4667         struct sched_entity *se = &p->se;
4668         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4669         u64 min_vruntime;
4670
4671 #ifndef CONFIG_64BIT
4672         u64 min_vruntime_copy;
4673
4674         do {
4675                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
4676                 smp_rmb();
4677                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4678         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
4679 #else
4680         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4681 #endif
4682
4683         se->vruntime -= min_vruntime;
4684         record_wakee(p);
4685 }
4686
4687 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4688 /*
4689  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
4690  *
4691  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
4692  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
4693  * can calculate the shift in shares.
4694  *
4695  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
4696  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
4697  * total group weight.
4698  *
4699  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
4700  * distribution (s_i) using:
4701  *
4702  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
4703  *
4704  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
4705  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
4706  * shares distribution (s_i):
4707  *
4708  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
4709  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
4710  *
4711  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
4712  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
4713  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
4714  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
4715  *
4716  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
4717  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
4718  *
4719  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
4720  *
4721  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
4722  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
4723  * weight and shares distributions like:
4724  *
4725  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
4726  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
4727  *
4728  * We can then compute the difference in effective weight by using:
4729  *
4730  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
4731  *
4732  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
4733  *
4734  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
4735  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
4736  * 4/7) times the weight of the group.
4737  */
4738 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4739 {
4740         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
4741
4742         if (!tg->parent)        /* the trivial, non-cgroup case */
4743                 return wl;
4744
4745         for_each_sched_entity(se) {
4746                 struct cfs_rq *cfs_rq = se->my_q;
4747                 long W, w = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
4748
4749                 tg = cfs_rq->tg;
4750
4751                 /*
4752                  * W = @wg + \Sum rw_j
4753                  */
4754                 W = wg + atomic_long_read(&tg->load_avg);
4755
4756                 /* Ensure \Sum rw_j >= rw_i */
4757                 W -= cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
4758                 W += w;
4759
4760                 /*
4761                  * w = rw_i + @wl
4762                  */
4763                 w += wl;
4764
4765                 /*
4766                  * wl = S * s'_i; see (2)
4767                  */
4768                 if (W > 0 && w < W)
4769                         wl = (w * (long)tg->shares) / W;
4770                 else
4771                         wl = tg->shares;
4772
4773                 /*
4774                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
4775                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
4776                  * calc_cfs_shares().
4777                  */
4778                 if (wl < MIN_SHARES)
4779                         wl = MIN_SHARES;
4780
4781                 /*
4782                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
4783                  */
4784                 wl -= se->avg.load_avg;
4785
4786                 /*
4787                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
4788                  * the final effective load change on the root group. Since
4789                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
4790                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
4791                  * resulting from this level per the above.
4792                  */
4793                 wg = 0;
4794         }
4795
4796         return wl;
4797 }
4798 #else
4799
4800 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4801 {
4802         return wl;
4803 }
4804
4805 #endif
4806
4807 /*
4808  * Returns the current capacity of cpu after applying both
4809  * cpu and freq scaling.
4810  */
4811 unsigned long capacity_curr_of(int cpu)
4812 {
4813         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig *
4814                arch_scale_freq_capacity(NULL, cpu)
4815                >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
4816 }
4817
4818 static inline bool energy_aware(void)
4819 {
4820         return sched_feat(ENERGY_AWARE);
4821 }
4822
4823 struct energy_env {
4824         struct sched_group      *sg_top;
4825         struct sched_group      *sg_cap;
4826         int                     cap_idx;
4827         int                     util_delta;
4828         int                     src_cpu;
4829         int                     dst_cpu;
4830         int                     energy;
4831         int                     payoff;
4832         struct task_struct      *task;
4833         struct {
4834                 int before;
4835                 int after;
4836                 int delta;
4837                 int diff;
4838         } nrg;
4839         struct {
4840                 int before;
4841                 int after;
4842                 int delta;
4843         } cap;
4844 };
4845
4846 /*
4847  * __cpu_norm_util() returns the cpu util relative to a specific capacity,
4848  * i.e. it's busy ratio, in the range [0..SCHED_LOAD_SCALE] which is useful for
4849  * energy calculations. Using the scale-invariant util returned by
4850  * cpu_util() and approximating scale-invariant util by:
4851  *
4852  *   util ~ (curr_freq/max_freq)*1024 * capacity_orig/1024 * running_time/time
4853  *
4854  * the normalized util can be found using the specific capacity.
4855  *
4856  *   capacity = capacity_orig * curr_freq/max_freq
4857  *
4858  *   norm_util = running_time/time ~ util/capacity
4859  */
4860 static unsigned long __cpu_norm_util(int cpu, unsigned long capacity, int delta)
4861 {
4862         int util = __cpu_util(cpu, delta);
4863
4864         if (util >= capacity)
4865                 return SCHED_CAPACITY_SCALE;
4866
4867         return (util << SCHED_CAPACITY_SHIFT)/capacity;
4868 }
4869
4870 static int calc_util_delta(struct energy_env *eenv, int cpu)
4871 {
4872         if (cpu == eenv->src_cpu)
4873                 return -eenv->util_delta;
4874         if (cpu == eenv->dst_cpu)
4875                 return eenv->util_delta;
4876         return 0;
4877 }
4878
4879 static
4880 unsigned long group_max_util(struct energy_env *eenv)
4881 {
4882         int i, delta;
4883         unsigned long max_util = 0;
4884
4885         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(eenv->sg_cap)) {
4886                 delta = calc_util_delta(eenv, i);
4887                 max_util = max(max_util, __cpu_util(i, delta));
4888         }
4889
4890         return max_util;
4891 }
4892
4893 /*
4894  * group_norm_util() returns the approximated group util relative to it's
4895  * current capacity (busy ratio) in the range [0..SCHED_LOAD_SCALE] for use in
4896  * energy calculations. Since task executions may or may not overlap in time in
4897  * the group the true normalized util is between max(cpu_norm_util(i)) and
4898  * sum(cpu_norm_util(i)) when iterating over all cpus in the group, i. The
4899  * latter is used as the estimate as it leads to a more pessimistic energy
4900  * estimate (more busy).
4901  */
4902 static unsigned
4903 long group_norm_util(struct energy_env *eenv, struct sched_group *sg)
4904 {
4905         int i, delta;
4906         unsigned long util_sum = 0;
4907         unsigned long capacity = sg->sge->cap_states[eenv->cap_idx].cap;
4908
4909         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
4910                 delta = calc_util_delta(eenv, i);
4911                 util_sum += __cpu_norm_util(i, capacity, delta);
4912         }
4913
4914         if (util_sum > SCHED_CAPACITY_SCALE)
4915                 return SCHED_CAPACITY_SCALE;
4916         return util_sum;
4917 }
4918
4919 static int find_new_capacity(struct energy_env *eenv,
4920         const struct sched_group_energy const *sge)
4921 {
4922         int idx;
4923         unsigned long util = group_max_util(eenv);
4924
4925         for (idx = 0; idx < sge->nr_cap_states; idx++) {
4926                 if (sge->cap_states[idx].cap >= util)
4927                         break;
4928         }
4929
4930         eenv->cap_idx = idx;
4931
4932         return idx;
4933 }
4934
4935 static int group_idle_state(struct sched_group *sg)
4936 {
4937         int i, state = INT_MAX;
4938
4939         /* Find the shallowest idle state in the sched group. */
4940         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg))
4941                 state = min(state, idle_get_state_idx(cpu_rq(i)));
4942
4943         /* Take non-cpuidle idling into account (active idle/arch_cpu_idle()) */
4944         state++;
4945
4946         return state;
4947 }
4948
4949 /*
4950  * sched_group_energy(): Computes the absolute energy consumption of cpus
4951  * belonging to the sched_group including shared resources shared only by
4952  * members of the group. Iterates over all cpus in the hierarchy below the
4953  * sched_group starting from the bottom working it's way up before going to
4954  * the next cpu until all cpus are covered at all levels. The current
4955  * implementation is likely to gather the same util statistics multiple times.
4956  * This can probably be done in a faster but more complex way.
4957  * Note: sched_group_energy() may fail when racing with sched_domain updates.
4958  */
4959 static int sched_group_energy(struct energy_env *eenv)
4960 {
4961         struct sched_domain *sd;
4962         int cpu, total_energy = 0;
4963         struct cpumask visit_cpus;
4964         struct sched_group *sg;
4965
4966         WARN_ON(!eenv->sg_top->sge);
4967
4968         cpumask_copy(&visit_cpus, sched_group_cpus(eenv->sg_top));
4969
4970         while (!cpumask_empty(&visit_cpus)) {
4971                 struct sched_group *sg_shared_cap = NULL;
4972
4973                 cpu = cpumask_first(&visit_cpus);
4974
4975                 /*
4976                  * Is the group utilization affected by cpus outside this
4977                  * sched_group?
4978                  */
4979                 sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_scs, cpu));
4980
4981                 if (!sd)
4982                         /*
4983                          * We most probably raced with hotplug; returning a
4984                          * wrong energy estimation is better than entering an
4985                          * infinite loop.
4986                          */
4987                         return -EINVAL;
4988
4989                 if (sd->parent)
4990                         sg_shared_cap = sd->parent->groups;
4991
4992                 for_each_domain(cpu, sd) {
4993                         sg = sd->groups;
4994
4995                         /* Has this sched_domain already been visited? */
4996                         if (sd->child && group_first_cpu(sg) != cpu)
4997                                 break;
4998
4999                         do {
5000                                 unsigned long group_util;
5001                                 int sg_busy_energy, sg_idle_energy;
5002                                 int cap_idx, idle_idx;
5003
5004                                 if (sg_shared_cap && sg_shared_cap->group_weight >= sg->group_weight)
5005                                         eenv->sg_cap = sg_shared_cap;
5006                                 else
5007                                         eenv->sg_cap = sg;
5008
5009                                 cap_idx = find_new_capacity(eenv, sg->sge);
5010
5011                                 if (sg->group_weight == 1) {
5012                                         /* Remove capacity of src CPU (before task move) */
5013                                         if (eenv->util_delta == 0 &&
5014                                             cpumask_test_cpu(eenv->src_cpu, sched_group_cpus(sg))) {
5015                                                 eenv->cap.before = sg->sge->cap_states[cap_idx].cap;
5016                                                 eenv->cap.delta -= eenv->cap.before;
5017                                         }
5018                                         /* Add capacity of dst CPU  (after task move) */
5019                                         if (eenv->util_delta != 0 &&
5020                                             cpumask_test_cpu(eenv->dst_cpu, sched_group_cpus(sg))) {
5021                                                 eenv->cap.after = sg->sge->cap_states[cap_idx].cap;
5022                                                 eenv->cap.delta += eenv->cap.after;
5023                                         }
5024                                 }
5025
5026                                 idle_idx = group_idle_state(sg);
5027                                 group_util = group_norm_util(eenv, sg);
5028                                 sg_busy_energy = (group_util * sg->sge->cap_states[cap_idx].power)
5029                                                                 >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
5030                                 sg_idle_energy = ((SCHED_LOAD_SCALE-group_util)
5031                                                                 * sg->sge->idle_states[idle_idx].power)
5032                                                                 >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
5033
5034                                 total_energy += sg_busy_energy + sg_idle_energy;
5035
5036                                 if (!sd->child)
5037                                         cpumask_xor(&visit_cpus, &visit_cpus, sched_group_cpus(sg));
5038
5039                                 if (cpumask_equal(sched_group_cpus(sg), sched_group_cpus(eenv->sg_top)))
5040                                         goto next_cpu;
5041
5042                         } while (sg = sg->next, sg != sd->groups);
5043                 }
5044 next_cpu:
5045                 cpumask_clear_cpu(cpu, &visit_cpus);
5046                 continue;
5047         }
5048
5049         eenv->energy = total_energy;
5050         return 0;
5051 }
5052
5053 static inline bool cpu_in_sg(struct sched_group *sg, int cpu)
5054 {
5055         return cpu != -1 && cpumask_test_cpu(cpu, sched_group_cpus(sg));
5056 }
5057
5058 /*
5059  * energy_diff(): Estimate the energy impact of changing the utilization
5060  * distribution. eenv specifies the change: utilisation amount, source, and
5061  * destination cpu. Source or destination cpu may be -1 in which case the
5062  * utilization is removed from or added to the system (e.g. task wake-up). If
5063  * both are specified, the utilization is migrated.
5064  */
5065 static inline int __energy_diff(struct energy_env *eenv)
5066 {
5067         struct sched_domain *sd;
5068         struct sched_group *sg;
5069         int sd_cpu = -1, energy_before = 0, energy_after = 0;
5070
5071         struct energy_env eenv_before = {
5072                 .util_delta     = 0,
5073                 .src_cpu        = eenv->src_cpu,
5074                 .dst_cpu        = eenv->dst_cpu,
5075                 .nrg            = { 0, 0, 0, 0},
5076                 .cap            = { 0, 0, 0 },
5077         };
5078
5079         if (eenv->src_cpu == eenv->dst_cpu)
5080                 return 0;
5081
5082         sd_cpu = (eenv->src_cpu != -1) ? eenv->src_cpu : eenv->dst_cpu;
5083         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_ea, sd_cpu));
5084
5085         if (!sd)
5086                 return 0; /* Error */
5087
5088         sg = sd->groups;
5089
5090         do {
5091                 if (cpu_in_sg(sg, eenv->src_cpu) || cpu_in_sg(sg, eenv->dst_cpu)) {
5092                         eenv_before.sg_top = eenv->sg_top = sg;
5093
5094                         if (sched_group_energy(&eenv_before))
5095                                 return 0; /* Invalid result abort */
5096                         energy_before += eenv_before.energy;
5097
5098                         /* Keep track of SRC cpu (before) capacity */
5099                         eenv->cap.before = eenv_before.cap.before;
5100                         eenv->cap.delta = eenv_before.cap.delta;
5101
5102                         if (sched_group_energy(eenv))
5103                                 return 0; /* Invalid result abort */
5104                         energy_after += eenv->energy;
5105                 }
5106         } while (sg = sg->next, sg != sd->groups);
5107
5108         eenv->nrg.before = energy_before;
5109         eenv->nrg.after = energy_after;
5110         eenv->nrg.diff = eenv->nrg.after - eenv->nrg.before;
5111         eenv->payoff = 0;
5112
5113         trace_sched_energy_diff(eenv->task,
5114                         eenv->src_cpu, eenv->dst_cpu, eenv->util_delta,
5115                         eenv->nrg.before, eenv->nrg.after, eenv->nrg.diff,
5116                         eenv->cap.before, eenv->cap.after, eenv->cap.delta,
5117                         eenv->nrg.delta, eenv->payoff);
5118
5119         return eenv->nrg.diff;
5120 }
5121
5122 #ifdef CONFIG_SCHED_TUNE
5123
5124 struct target_nrg schedtune_target_nrg;
5125
5126 /*
5127  * System energy normalization
5128  * Returns the normalized value, in the range [0..SCHED_LOAD_SCALE],
5129  * corresponding to the specified energy variation.
5130  */
5131 static inline int
5132 normalize_energy(int energy_diff)
5133 {
5134         u32 normalized_nrg;
5135 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5136         int max_delta;
5137
5138         /* Check for boundaries */
5139         max_delta  = schedtune_target_nrg.max_power;
5140         max_delta -= schedtune_target_nrg.min_power;
5141         WARN_ON(abs(energy_diff) >= max_delta);
5142 #endif
5143
5144         /* Do scaling using positive numbers to increase the range */
5145         normalized_nrg = (energy_diff < 0) ? -energy_diff : energy_diff;
5146
5147         /* Scale by energy magnitude */
5148         normalized_nrg <<= SCHED_LOAD_SHIFT;
5149
5150         /* Normalize on max energy for target platform */
5151         normalized_nrg = reciprocal_divide(
5152                         normalized_nrg, schedtune_target_nrg.rdiv);
5153
5154         return (energy_diff < 0) ? -normalized_nrg : normalized_nrg;
5155 }
5156
5157 static inline int
5158 energy_diff(struct energy_env *eenv)
5159 {
5160         int boost = schedtune_task_boost(eenv->task);
5161         int nrg_delta;
5162
5163         /* Conpute "absolute" energy diff */
5164         __energy_diff(eenv);
5165
5166         /* Return energy diff when boost margin is 0 */
5167         if (boost == 0)
5168                 return eenv->nrg.diff;
5169
5170         /* Compute normalized energy diff */
5171         nrg_delta = normalize_energy(eenv->nrg.diff);
5172         eenv->nrg.delta = nrg_delta;
5173
5174         eenv->payoff = schedtune_accept_deltas(
5175                         eenv->nrg.delta,
5176                         eenv->cap.delta,
5177                         eenv->task);
5178
5179         /*
5180          * When SchedTune is enabled, the energy_diff() function will return
5181          * the computed energy payoff value. Since the energy_diff() return
5182          * value is expected to be negative by its callers, this evaluation
5183          * function return a negative value each time the evaluation return a
5184          * positive payoff, which is the condition for the acceptance of
5185          * a scheduling decision
5186          */
5187         return -eenv->payoff;
5188 }
5189 #else /* CONFIG_SCHED_TUNE */
5190 #define energy_diff(eenv) __energy_diff(eenv)
5191 #endif
5192
5193 /*
5194  * Detect M:N waker/wakee relationships via a switching-frequency heuristic.
5195  * A waker of many should wake a different task than the one last awakened
5196  * at a frequency roughly N times higher than one of its wakees.  In order
5197  * to determine whether we should let the load spread vs consolodating to
5198  * shared cache, we look for a minimum 'flip' frequency of llc_size in one
5199  * partner, and a factor of lls_size higher frequency in the other.  With
5200  * both conditions met, we can be relatively sure that the relationship is
5201  * non-monogamous, with partner count exceeding socket size.  Waker/wakee
5202  * being client/server, worker/dispatcher, interrupt source or whatever is
5203  * irrelevant, spread criteria is apparent partner count exceeds socket size.
5204  */
5205 static int wake_wide(struct task_struct *p)
5206 {
5207         unsigned int master = current->wakee_flips;
5208         unsigned int slave = p->wakee_flips;
5209         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
5210
5211         if (master < slave)
5212                 swap(master, slave);
5213         if (slave < factor || master < slave * factor)
5214                 return 0;
5215         return 1;
5216 }
5217
5218 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
5219 {
5220         s64 this_load, load;
5221         s64 this_eff_load, prev_eff_load;
5222         int idx, this_cpu, prev_cpu;
5223         struct task_group *tg;
5224         unsigned long weight;
5225         int balanced;
5226
5227         idx       = sd->wake_idx;
5228         this_cpu  = smp_processor_id();
5229         prev_cpu  = task_cpu(p);
5230         load      = source_load(prev_cpu, idx);
5231         this_load = target_load(this_cpu, idx);
5232
5233         /*
5234          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
5235          * effect of the currently running task from the load
5236          * of the current CPU:
5237          */
5238         if (sync) {
5239                 tg = task_group(current);
5240                 weight = current->se.avg.load_avg;
5241
5242                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
5243                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
5244         }
5245
5246         tg = task_group(p);
5247         weight = p->se.avg.load_avg;
5248
5249         /*
5250          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
5251          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
5252          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
5253          * about that, so that's good too.
5254          *
5255          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
5256          * task to be woken on this_cpu.
5257          */
5258         this_eff_load = 100;
5259         this_eff_load *= capacity_of(prev_cpu);
5260
5261         prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
5262         prev_eff_load *= capacity_of(this_cpu);
5263
5264         if (this_load > 0) {
5265                 this_eff_load *= this_load +
5266                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
5267
5268                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
5269         }
5270
5271         balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
5272
5273         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
5274
5275         if (!balanced)
5276                 return 0;
5277
5278         schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
5279         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
5280
5281         return 1;
5282 }
5283
5284 static inline unsigned long task_util(struct task_struct *p)
5285 {
5286 #ifdef CONFIG_SCHED_WALT
5287         if (!walt_disabled && sysctl_sched_use_walt_task_util) {
5288                 unsigned long demand = p->ravg.demand;
5289                 return (demand << 10) / walt_ravg_window;
5290         }
5291 #endif
5292         return p->se.avg.util_avg;
5293 }
5294
5295 unsigned int capacity_margin = 1280; /* ~20% margin */
5296
5297 static inline unsigned long boosted_task_util(struct task_struct *task);
5298
5299 static inline bool __task_fits(struct task_struct *p, int cpu, int util)
5300 {
5301         unsigned long capacity = capacity_of(cpu);
5302
5303         util += boosted_task_util(p);
5304
5305         return (capacity * 1024) > (util * capacity_margin);
5306 }
5307
5308 static inline bool task_fits_max(struct task_struct *p, int cpu)
5309 {
5310         unsigned long capacity = capacity_of(cpu);
5311         unsigned long max_capacity = cpu_rq(cpu)->rd->max_cpu_capacity.val;
5312
5313         if (capacity == max_capacity)
5314                 return true;
5315
5316         if (capacity * capacity_margin > max_capacity * 1024)
5317                 return true;
5318
5319         return __task_fits(p, cpu, 0);
5320 }
5321
5322 static inline bool task_fits_spare(struct task_struct *p, int cpu)
5323 {
5324         return __task_fits(p, cpu, cpu_util(cpu));
5325 }
5326
5327 static bool cpu_overutilized(int cpu)
5328 {
5329         return (capacity_of(cpu) * 1024) < (cpu_util(cpu) * capacity_margin);
5330 }
5331
5332 #ifdef CONFIG_SCHED_TUNE
5333
5334 static long
5335 schedtune_margin(unsigned long signal, long boost)
5336 {
5337         long long margin = 0;
5338
5339         /*
5340          * Signal proportional compensation (SPC)
5341          *
5342          * The Boost (B) value is used to compute a Margin (M) which is
5343          * proportional to the complement of the original Signal (S):
5344          *   M = B * (SCHED_LOAD_SCALE - S), if B is positive
5345          *   M = B * S, if B is negative
5346          * The obtained M could be used by the caller to "boost" S.
5347          */
5348         if (boost >= 0) {
5349                 margin  = SCHED_LOAD_SCALE - signal;
5350                 margin *= boost;
5351         } else
5352                 margin = -signal * boost;
5353         /*
5354          * Fast integer division by constant:
5355          *  Constant   :                 (C) = 100
5356          *  Precision  : 0.1%            (P) = 0.1
5357          *  Reference  : C * 100 / P     (R) = 100000
5358          *
5359          * Thus:
5360          *  Shift bits : ceil(log(R,2))  (S) = 17
5361          *  Mult const : round(2^S/C)    (M) = 1311
5362          *
5363          *
5364          */
5365         margin  *= 1311;
5366         margin >>= 17;
5367
5368         if (boost < 0)
5369                 margin *= -1;
5370         return margin;
5371 }
5372
5373 static inline int
5374 schedtune_cpu_margin(unsigned long util, int cpu)
5375 {
5376         int boost = schedtune_cpu_boost(cpu);
5377
5378         if (boost == 0)
5379                 return 0;
5380
5381         return schedtune_margin(util, boost);
5382 }
5383
5384 static inline long
5385 schedtune_task_margin(struct task_struct *task)
5386 {
5387         int boost = schedtune_task_boost(task);
5388         unsigned long util;
5389         long margin;
5390
5391         if (boost == 0)
5392                 return 0;
5393
5394         util = task_util(task);
5395         margin = schedtune_margin(util, boost);
5396
5397         return margin;
5398 }
5399
5400 #else /* CONFIG_SCHED_TUNE */
5401
5402 static inline int
5403 schedtune_cpu_margin(unsigned long util, int cpu)
5404 {
5405         return 0;
5406 }
5407
5408 static inline int
5409 schedtune_task_margin(struct task_struct *task)
5410 {
5411         return 0;
5412 }
5413
5414 #endif /* CONFIG_SCHED_TUNE */
5415
5416 static inline unsigned long
5417 boosted_cpu_util(int cpu)
5418 {
5419         unsigned long util = cpu_util(cpu);
5420         long margin = schedtune_cpu_margin(util, cpu);
5421
5422         trace_sched_boost_cpu(cpu, util, margin);
5423
5424         return util + margin;
5425 }
5426
5427 static inline unsigned long
5428 boosted_task_util(struct task_struct *task)
5429 {
5430         unsigned long util = task_util(task);
5431         long margin = schedtune_task_margin(task);
5432
5433         trace_sched_boost_task(task, util, margin);
5434
5435         return util + margin;
5436 }
5437
5438 /*
5439  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
5440  * domain.
5441  */
5442 static struct sched_group *
5443 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5444                   int this_cpu, int sd_flag)
5445 {
5446         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
5447         struct sched_group *fit_group = NULL, *spare_group = NULL;
5448         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
5449         unsigned long fit_capacity = ULONG_MAX;
5450         unsigned long max_spare_capacity = capacity_margin - SCHED_LOAD_SCALE;
5451         int load_idx = sd->forkexec_idx;
5452         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
5453
5454         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
5455                 load_idx = sd->wake_idx;
5456
5457         do {
5458                 unsigned long load, avg_load, spare_capacity;
5459                 int local_group;
5460                 int i;
5461
5462                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
5463                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
5464                                         tsk_cpus_allowed(p)))
5465                         continue;
5466
5467                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
5468                                                sched_group_cpus(group));
5469
5470                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
5471                 avg_load = 0;
5472
5473                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
5474                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
5475                         if (local_group)
5476                                 load = source_load(i, load_idx);
5477                         else
5478                                 load = target_load(i, load_idx);
5479
5480                         avg_load += load;
5481
5482                         /*
5483                          * Look for most energy-efficient group that can fit
5484                          * that can fit the task.
5485                          */
5486                         if (capacity_of(i) < fit_capacity && task_fits_spare(p, i)) {
5487                                 fit_capacity = capacity_of(i);
5488                                 fit_group = group;
5489                         }
5490
5491                         /*
5492                          * Look for group which has most spare capacity on a
5493                          * single cpu.
5494                          */
5495                         spare_capacity = capacity_of(i) - cpu_util(i);
5496                         if (spare_capacity > max_spare_capacity) {
5497                                 max_spare_capacity = spare_capacity;
5498                                 spare_group = group;
5499                         }
5500                 }
5501
5502                 /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
5503                 avg_load = (avg_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) / group->sgc->capacity;
5504
5505                 if (local_group) {
5506                         this_load = avg_load;
5507                 } else if (avg_load < min_load) {
5508                         min_load = avg_load;
5509                         idlest = group;
5510                 }
5511         } while (group = group->next, group != sd->groups);
5512
5513         if (fit_group)
5514                 return fit_group;
5515
5516         if (spare_group)
5517                 return spare_group;
5518
5519         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
5520                 return NULL;
5521         return idlest;
5522 }
5523
5524 /*
5525  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
5526  */
5527 static int
5528 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
5529 {
5530         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
5531         unsigned int min_exit_latency = UINT_MAX;
5532         u64 latest_idle_timestamp = 0;
5533         int least_loaded_cpu = this_cpu;
5534         int shallowest_idle_cpu = -1;
5535         int i;
5536
5537         /* Traverse only the allowed CPUs */
5538         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
5539                 if (task_fits_spare(p, i)) {
5540                         struct rq *rq = cpu_rq(i);
5541                         struct cpuidle_state *idle = idle_get_state(rq);
5542                         if (idle && idle->exit_latency < min_exit_latency) {
5543                                 /*
5544                                  * We give priority to a CPU whose idle state
5545                                  * has the smallest exit latency irrespective
5546                                  * of any idle timestamp.
5547                                  */
5548                                 min_exit_latency = idle->exit_latency;
5549                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5550                                 shallowest_idle_cpu = i;
5551                         } else if (idle_cpu(i) &&
5552                                    (!idle || idle->exit_latency == min_exit_latency) &&
5553                                    rq->idle_stamp > latest_idle_timestamp) {
5554                                 /*
5555                                  * If equal or no active idle state, then
5556                                  * the most recently idled CPU might have
5557                                  * a warmer cache.
5558                                  */
5559                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5560                                 shallowest_idle_cpu = i;
5561                         } else if (shallowest_idle_cpu == -1) {
5562                                 /*
5563                                  * If we haven't found an idle CPU yet
5564                                  * pick a non-idle one that can fit the task as
5565                                  * fallback.
5566                                  */
5567                                 shallowest_idle_cpu = i;
5568                         }
5569                 } else if (shallowest_idle_cpu == -1) {
5570                         load = weighted_cpuload(i);
5571                         if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
5572                                 min_load = load;
5573                                 least_loaded_cpu = i;
5574                         }
5575                 }
5576         }
5577
5578         return shallowest_idle_cpu != -1 ? shallowest_idle_cpu : least_loaded_cpu;
5579 }
5580
5581 /*
5582  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
5583  */
5584 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
5585 {
5586         struct sched_domain *sd;
5587         struct sched_group *sg;
5588         int i = task_cpu(p);
5589         int best_idle = -1;
5590         int best_idle_cstate = -1;
5591         int best_idle_capacity = INT_MAX;
5592
5593         if (!sysctl_sched_cstate_aware) {
5594                 if (idle_cpu(target))
5595                         return target;
5596
5597                 /*
5598                  * If the prevous cpu is cache affine and idle, don't be stupid.
5599                  */
5600                 if (i != target && cpus_share_cache(i, target) && idle_cpu(i))
5601                         return i;
5602         }
5603
5604         /*
5605          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
5606          */
5607         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
5608         for_each_lower_domain(sd) {
5609                 sg = sd->groups;
5610                 do {
5611                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
5612                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
5613                                 goto next;
5614
5615                         if (sysctl_sched_cstate_aware) {
5616                                 for_each_cpu_and(i, tsk_cpus_allowed(p), sched_group_cpus(sg)) {
5617                                         struct rq *rq = cpu_rq(i);
5618                                         int idle_idx = idle_get_state_idx(rq);
5619                                         unsigned long new_usage = boosted_task_util(p);
5620                                         unsigned long capacity_orig = capacity_orig_of(i);
5621                                         if (new_usage > capacity_orig || !idle_cpu(i))
5622                                                 goto next;
5623
5624                                         if (i == target && new_usage <= capacity_curr_of(target))
5625                                                 return target;
5626
5627                                         if (best_idle < 0 || (idle_idx < best_idle_cstate && capacity_orig <= best_idle_capacity)) {
5628                                                 best_idle = i;
5629                                                 best_idle_cstate = idle_idx;
5630                                                 best_idle_capacity = capacity_orig;
5631                                         }
5632                                 }
5633                         } else {
5634                                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
5635                                         if (i == target || !idle_cpu(i))
5636                                                 goto next;
5637                                 }
5638
5639                                 target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
5640                                         tsk_cpus_allowed(p));
5641                                 goto done;
5642                         }
5643 next:
5644                         sg = sg->next;
5645                 } while (sg != sd->groups);
5646         }
5647         if (best_idle > 0)
5648                 target = best_idle;
5649
5650 done:
5651         return target;
5652 }
5653
5654 static inline int find_best_target(struct task_struct *p, bool boosted, bool prefer_idle)
5655 {
5656         int iter_cpu;
5657         int target_cpu = -1;
5658         int target_util = 0;
5659         int backup_capacity = 0;
5660         int best_idle_cpu = -1;
5661         int best_idle_cstate = INT_MAX;
5662         int backup_cpu = -1;
5663         unsigned long task_util_boosted, new_util;
5664
5665         task_util_boosted = boosted_task_util(p);
5666         for (iter_cpu = 0; iter_cpu < NR_CPUS; iter_cpu++) {
5667                 int cur_capacity;
5668                 struct rq *rq;
5669                 int idle_idx;
5670
5671                 /*
5672                  * Iterate from higher cpus for boosted tasks.
5673                  */
5674                 int i = boosted ? NR_CPUS-iter_cpu-1 : iter_cpu;
5675
5676                 if (!cpu_online(i) || !cpumask_test_cpu(i, tsk_cpus_allowed(p)))
5677                         continue;
5678
5679                 /*
5680                  * p's blocked utilization is still accounted for on prev_cpu
5681                  * so prev_cpu will receive a negative bias due to the double
5682                  * accounting. However, the blocked utilization may be zero.
5683                  */
5684                 new_util = cpu_util(i) + task_util_boosted;
5685
5686                 /*
5687                  * Ensure minimum capacity to grant the required boost.
5688                  * The target CPU can be already at a capacity level higher
5689                  * than the one required to boost the task.
5690                  */
5691                 if (new_util > capacity_orig_of(i))
5692                         continue;
5693
5694 #ifdef CONFIG_SCHED_WALT
5695                 if (walt_cpu_high_irqload(i))
5696                         continue;
5697 #endif
5698                 /*
5699                  * Unconditionally favoring tasks that prefer idle cpus to
5700                  * improve latency.
5701                  */
5702                 if (idle_cpu(i) && prefer_idle) {
5703                         if (best_idle_cpu < 0)
5704                                 best_idle_cpu = i;
5705                         continue;
5706                 }
5707
5708                 cur_capacity = capacity_curr_of(i);
5709                 rq = cpu_rq(i);
5710                 idle_idx = idle_get_state_idx(rq);
5711
5712                 if (new_util < cur_capacity) {
5713                         if (cpu_rq(i)->nr_running) {
5714                                 if (prefer_idle) {
5715                                         /* Find a target cpu with highest
5716                                          * utilization.
5717                                          */
5718                                         if (target_util == 0 ||
5719                                                 target_util < new_util) {
5720                                                 target_cpu = i;
5721                                                 target_util = new_util;
5722                                         }
5723                                 } else {
5724                                         /* Find a target cpu with lowest
5725                                          * utilization.
5726                                          */
5727                                         if (target_util == 0 ||
5728                                                 target_util > new_util) {
5729                                                 target_cpu = i;
5730                                                 target_util = new_util;
5731                                         }
5732                                 }
5733                         } else if (!prefer_idle) {
5734                                 if (best_idle_cpu < 0 ||
5735                                         (sysctl_sched_cstate_aware &&
5736                                                 best_idle_cstate > idle_idx)) {
5737                                         best_idle_cstate = idle_idx;
5738                                         best_idle_cpu = i;
5739                                 }
5740                         }
5741                 } else if (backup_capacity == 0 ||
5742                                 backup_capacity > cur_capacity) {
5743                         // Find a backup cpu with least capacity.
5744                         backup_capacity = cur_capacity;
5745                         backup_cpu = i;
5746                 }
5747         }
5748
5749         if (prefer_idle && best_idle_cpu >= 0)
5750                 target_cpu = best_idle_cpu;
5751         else if (target_cpu < 0)
5752                 target_cpu = best_idle_cpu >= 0 ? best_idle_cpu : backup_cpu;
5753
5754         return target_cpu;
5755 }
5756
5757 static int energy_aware_wake_cpu(struct task_struct *p, int target, int sync)
5758 {
5759         struct sched_domain *sd;
5760         struct sched_group *sg, *sg_target;
5761         int target_max_cap = INT_MAX;
5762         int target_cpu = task_cpu(p);
5763         unsigned long task_util_boosted, new_util;
5764         int i;
5765
5766         if (sysctl_sched_sync_hint_enable && sync) {
5767                 int cpu = smp_processor_id();
5768                 cpumask_t search_cpus;
5769                 cpumask_and(&search_cpus, tsk_cpus_allowed(p), cpu_online_mask);
5770                 if (cpumask_test_cpu(cpu, &search_cpus))
5771                         return cpu;
5772         }
5773
5774         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_ea, task_cpu(p)));
5775
5776         if (!sd)
5777                 return target;
5778
5779         sg = sd->groups;
5780         sg_target = sg;
5781
5782         if (sysctl_sched_is_big_little) {
5783
5784                 /*
5785                  * Find group with sufficient capacity. We only get here if no cpu is
5786                  * overutilized. We may end up overutilizing a cpu by adding the task,
5787                  * but that should not be any worse than select_idle_sibling().
5788                  * load_balance() should sort it out later as we get above the tipping
5789                  * point.
5790                  */
5791                 do {
5792                         /* Assuming all cpus are the same in group */
5793                         int max_cap_cpu = group_first_cpu(sg);
5794
5795                         /*
5796                          * Assume smaller max capacity means more energy-efficient.
5797                          * Ideally we should query the energy model for the right
5798                          * answer but it easily ends up in an exhaustive search.
5799                          */
5800                         if (capacity_of(max_cap_cpu) < target_max_cap &&
5801                             task_fits_max(p, max_cap_cpu)) {
5802                                 sg_target = sg;
5803                                 target_max_cap = capacity_of(max_cap_cpu);
5804                         }
5805                 } while (sg = sg->next, sg != sd->groups);
5806
5807                 task_util_boosted = boosted_task_util(p);
5808                 /* Find cpu with sufficient capacity */
5809                 for_each_cpu_and(i, tsk_cpus_allowed(p), sched_group_cpus(sg_target)) {
5810                         /*
5811                          * p's blocked utilization is still accounted for on prev_cpu
5812                          * so prev_cpu will receive a negative bias due to the double
5813                          * accounting. However, the blocked utilization may be zero.
5814                          */
5815                         new_util = cpu_util(i) + task_util_boosted;
5816
5817                         /*
5818                          * Ensure minimum capacity to grant the required boost.
5819                          * The target CPU can be already at a capacity level higher
5820                          * than the one required to boost the task.
5821                          */
5822                         if (new_util > capacity_orig_of(i))
5823                                 continue;
5824
5825                         if (new_util < capacity_curr_of(i)) {
5826                                 target_cpu = i;
5827                                 if (cpu_rq(i)->nr_running)
5828                                         break;
5829                         }
5830
5831                         /* cpu has capacity at higher OPP, keep it as fallback */
5832                         if (target_cpu == task_cpu(p))
5833                                 target_cpu = i;
5834                 }
5835         } else {
5836                 /*
5837                  * Find a cpu with sufficient capacity
5838                  */
5839 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHEDTUNE
5840                 bool boosted = schedtune_task_boost(p) > 0;
5841                 bool prefer_idle = schedtune_prefer_idle(p) > 0;
5842 #else
5843                 bool boosted = 0;
5844                 bool prefer_idle = 0;
5845 #endif
5846                 int tmp_target = find_best_target(p, boosted, prefer_idle);
5847                 if (tmp_target >= 0) {
5848                         target_cpu = tmp_target;
5849                         if ((boosted || prefer_idle) && idle_cpu(target_cpu))
5850                                 return target_cpu;
5851                 }
5852         }
5853
5854         if (target_cpu != task_cpu(p)) {
5855                 struct energy_env eenv = {
5856                         .util_delta     = task_util(p),
5857                         .src_cpu        = task_cpu(p),
5858                         .dst_cpu        = target_cpu,
5859                         .task           = p,
5860                 };
5861
5862                 /* Not enough spare capacity on previous cpu */
5863                 if (cpu_overutilized(task_cpu(p)))
5864                         return target_cpu;
5865
5866                 if (energy_diff(&eenv) >= 0)
5867                         return task_cpu(p);
5868         }
5869
5870         return target_cpu;
5871 }
5872
5873 /*
5874  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
5875  * that have the 'sd_flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
5876  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
5877  *
5878  * Balances load by selecting the idlest cpu in the idlest group, or under
5879  * certain conditions an idle sibling cpu if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
5880  *
5881  * Returns the target cpu number.
5882  *
5883  * preempt must be disabled.
5884  */
5885 static int
5886 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
5887 {
5888         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
5889         int cpu = smp_processor_id();
5890         int new_cpu = prev_cpu;
5891         int want_affine = 0;
5892         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
5893
5894         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
5895                 want_affine = (!wake_wide(p) && task_fits_max(p, cpu) &&
5896                               cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) ||
5897                               energy_aware();
5898
5899         rcu_read_lock();
5900         for_each_domain(cpu, tmp) {
5901                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
5902                         break;
5903
5904                 /*
5905                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
5906                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
5907                  */
5908                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
5909                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
5910                         affine_sd = tmp;
5911                         break;
5912                 }
5913
5914                 if (tmp->flags & sd_flag)
5915                         sd = tmp;
5916                 else if (!want_affine)
5917                         break;
5918         }
5919
5920         if (affine_sd) {
5921                 sd = NULL; /* Prefer wake_affine over balance flags */
5922                 if (cpu != prev_cpu && wake_affine(affine_sd, p, sync))
5923                         new_cpu = cpu;
5924         }
5925
5926         if (!sd) {
5927                 if (energy_aware() && !cpu_rq(cpu)->rd->overutilized)
5928                         new_cpu = energy_aware_wake_cpu(p, prev_cpu, sync);
5929                 else if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) /* XXX always ? */
5930                         new_cpu = select_idle_sibling(p, new_cpu);
5931
5932         } else while (sd) {
5933                 struct sched_group *group;
5934                 int weight;
5935
5936                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
5937                         sd = sd->child;
5938                         continue;
5939                 }
5940
5941                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, sd_flag);
5942                 if (!group) {
5943                         sd = sd->child;
5944                         continue;
5945                 }
5946
5947                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
5948                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
5949                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
5950                         sd = sd->child;
5951                         continue;
5952                 }
5953
5954                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
5955                 cpu = new_cpu;
5956                 weight = sd->span_weight;
5957                 sd = NULL;
5958                 for_each_domain(cpu, tmp) {
5959                         if (weight <= tmp->span_weight)
5960                                 break;
5961                         if (tmp->flags & sd_flag)
5962                                 sd = tmp;
5963                 }
5964                 /* while loop will break here if sd == NULL */
5965         }
5966         rcu_read_unlock();
5967
5968         return new_cpu;
5969 }
5970
5971 /*
5972  * Called immediately before a task is migrated to a new cpu; task_cpu(p) and
5973  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
5974  * previous cpu.  However, the caller only guarantees p->pi_lock is held; no
5975  * other assumptions, including the state of rq->lock, should be made.
5976  */
5977 static void migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p)
5978 {
5979         /*
5980          * We are supposed to update the task to "current" time, then its up to date
5981          * and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we have difficulty in getting
5982          * what current time is, so simply throw away the out-of-date time. This
5983          * will result in the wakee task is less decayed, but giving the wakee more
5984          * load sounds not bad.
5985          */
5986         remove_entity_load_avg(&p->se);
5987
5988         /* Tell new CPU we are migrated */
5989         p->se.avg.last_update_time = 0;
5990
5991         /* We have migrated, no longer consider this task hot */
5992         p->se.exec_start = 0;
5993 }
5994
5995 static void task_dead_fair(struct task_struct *p)
5996 {
5997         remove_entity_load_avg(&p->se);
5998 }
5999 #else
6000 #define task_fits_max(p, cpu) true
6001 #endif /* CONFIG_SMP */
6002
6003 static unsigned long
6004 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
6005 {
6006         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
6007
6008         /*
6009          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
6010          * to virtual-time in his units.
6011          *
6012          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
6013          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
6014          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
6015          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
6016          * be smaller, again penalizing the lighter task.
6017          *
6018          * This is especially important for buddies when the leftmost
6019          * task is higher priority than the buddy.
6020          */
6021         return calc_delta_fair(gran, se);
6022 }
6023
6024 /*
6025  * Should 'se' preempt 'curr'.
6026  *
6027  *             |s1
6028  *        |s2
6029  *   |s3
6030  *         g
6031  *      |<--->|c
6032  *
6033  *  w(c, s1) = -1
6034  *  w(c, s2) =  0
6035  *  w(c, s3) =  1
6036  *
6037  */
6038 static int
6039 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
6040 {
6041         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
6042
6043         if (vdiff <= 0)
6044                 return -1;
6045
6046         gran = wakeup_gran(curr, se);
6047         if (vdiff > gran)
6048                 return 1;
6049
6050         return 0;
6051 }
6052
6053 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
6054 {
6055         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
6056                 return;
6057
6058         for_each_sched_entity(se)
6059                 cfs_rq_of(se)->last = se;
6060 }
6061
6062 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
6063 {
6064         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
6065                 return;
6066
6067         for_each_sched_entity(se)
6068                 cfs_rq_of(se)->next = se;
6069 }
6070
6071 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
6072 {
6073         for_each_sched_entity(se)
6074                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
6075 }
6076
6077 /*
6078  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
6079  */
6080 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
6081 {
6082         struct task_struct *curr = rq->curr;
6083         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
6084         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
6085         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
6086         int next_buddy_marked = 0;
6087
6088         if (unlikely(se == pse))
6089                 return;
6090
6091         /*
6092          * This is possible from callers such as attach_tasks(), in which we
6093          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
6094          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
6095          * next-buddy nomination below.
6096          */
6097         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
6098                 return;
6099
6100         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
6101                 set_next_buddy(pse);
6102                 next_buddy_marked = 1;
6103         }
6104
6105         /*
6106          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
6107          * wake up path.
6108          *
6109          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
6110          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
6111          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
6112          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
6113          * below.
6114          */
6115         if (test_tsk_need_resched(curr))
6116                 return;
6117
6118         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
6119         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
6120             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
6121                 goto preempt;
6122
6123         /*
6124          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
6125          * is driven by the tick):
6126          */
6127         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
6128                 return;
6129
6130         find_matching_se(&se, &pse);
6131         update_curr(cfs_rq_of(se));
6132         BUG_ON(!pse);
6133         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
6134                 /*
6135                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
6136                  * triggering this preemption.
6137                  */
6138                 if (!next_buddy_marked)
6139                         set_next_buddy(pse);
6140                 goto preempt;
6141         }
6142
6143         return;
6144
6145 preempt:
6146         resched_curr(rq);
6147         /*
6148          * Only set the backward buddy when the current task is still
6149          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
6150          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
6151          * point, either of which can * drop the rq lock.
6152          *
6153          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
6154          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
6155          */
6156         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
6157                 return;
6158
6159         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
6160                 set_last_buddy(se);
6161 }
6162
6163 static struct task_struct *
6164 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
6165 {
6166         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
6167         struct sched_entity *se;
6168         struct task_struct *p;
6169         int new_tasks;
6170
6171 again:
6172 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6173         if (!cfs_rq->nr_running)
6174                 goto idle;
6175
6176         if (prev->sched_class != &fair_sched_class)
6177                 goto simple;
6178
6179         /*
6180          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
6181          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
6182          *
6183          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
6184          * hierarchy, only change the part that actually changes.
6185          */
6186
6187         do {
6188                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
6189
6190                 /*
6191                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
6192                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
6193                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
6194                  * forget we've ever seen it.
6195                  */
6196                 if (curr) {
6197                         if (curr->on_rq)
6198                                 update_curr(cfs_rq);
6199                         else
6200                                 curr = NULL;
6201
6202                         /*
6203                          * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the
6204                          * throttle and dequeue its entity in the parent(s).
6205                          * Therefore the 'simple' nr_running test will indeed
6206                          * be correct.
6207                          */
6208                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq)))
6209                                 goto simple;
6210                 }
6211
6212                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
6213                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6214         } while (cfs_rq);
6215
6216         p = task_of(se);
6217
6218         /*
6219          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
6220          * is a different task than we started out with, try and touch the
6221          * least amount of cfs_rqs.
6222          */
6223         if (prev != p) {
6224                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
6225
6226                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
6227                         int se_depth = se->depth;
6228                         int pse_depth = pse->depth;
6229
6230                         if (se_depth <= pse_depth) {
6231                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
6232                                 pse = parent_entity(pse);
6233                         }
6234                         if (se_depth >= pse_depth) {
6235                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
6236                                 se = parent_entity(se);
6237                         }
6238                 }
6239
6240                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
6241                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6242         }
6243
6244         if (hrtick_enabled(rq))
6245                 hrtick_start_fair(rq, p);
6246
6247         rq->misfit_task = !task_fits_max(p, rq->cpu);
6248
6249         return p;
6250 simple:
6251         cfs_rq = &rq->cfs;
6252 #endif
6253
6254         if (!cfs_rq->nr_running)
6255                 goto idle;
6256
6257         put_prev_task(rq, prev);
6258
6259         do {
6260                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
6261                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6262                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6263         } while (cfs_rq);
6264
6265         p = task_of(se);
6266
6267         if (hrtick_enabled(rq))
6268                 hrtick_start_fair(rq, p);
6269
6270         rq->misfit_task = !task_fits_max(p, rq->cpu);
6271
6272         return p;
6273
6274 idle:
6275         rq->misfit_task = 0;
6276         /*
6277          * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being picked
6278          * for load-balance and preemption/IRQs are still disabled avoiding
6279          * further scheduler activity on it and we're being very careful to
6280          * re-start the picking loop.
6281          */
6282         lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
6283         new_tasks = idle_balance(rq);
6284         lockdep_pin_lock(&rq->lock);
6285         /*
6286          * Because idle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
6287          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
6288          * must re-start the pick_next_entity() loop.
6289          */
6290         if (new_tasks < 0)
6291                 return RETRY_TASK;
6292
6293         if (new_tasks > 0)
6294                 goto again;
6295
6296         return NULL;
6297 }
6298
6299 /*
6300  * Account for a descheduled task:
6301  */
6302 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
6303 {
6304         struct sched_entity *se = &prev->se;
6305         struct cfs_rq *cfs_rq;
6306
6307         for_each_sched_entity(se) {
6308                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6309                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
6310         }
6311 }
6312
6313 /*
6314  * sched_yield() is very simple
6315  *
6316  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
6317  */
6318 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
6319 {
6320         struct task_struct *curr = rq->curr;
6321         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
6322         struct sched_entity *se = &curr->se;
6323
6324         /*
6325          * Are we the only task in the tree?
6326          */
6327         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
6328                 return;
6329
6330         clear_buddies(cfs_rq, se);
6331
6332         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
6333                 update_rq_clock(rq);
6334                 /*
6335                  * Update run-time statistics of the 'current'.
6336                  */
6337                 update_curr(cfs_rq);
6338                 /*
6339                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
6340                  * so we don't do microscopic update in schedule()
6341                  * and double the fastpath cost.
6342                  */
6343                 rq_clock_skip_update(rq, true);
6344         }
6345
6346         set_skip_buddy(se);
6347 }
6348
6349 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
6350 {
6351         struct sched_entity *se = &p->se;
6352
6353         /* throttled hierarchies are not runnable */
6354         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
6355                 return false;
6356
6357         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
6358         set_next_buddy(se);
6359
6360         yield_task_fair(rq);
6361
6362         return true;
6363 }
6364
6365 #ifdef CONFIG_SMP
6366 /**************************************************
6367  * Fair scheduling class load-balancing methods.
6368  *
6369  * BASICS
6370  *
6371  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
6372  * per-cpu scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
6373  * time to each task. This is expressed in the following equation:
6374  *
6375  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
6376  *
6377  * Where W_i,n is the n-th weight average for cpu i. The instantaneous weight
6378  * W_i,0 is defined as:
6379  *
6380  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
6381  *
6382  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on cpu i. This weight
6383  * is derived from the nice value as per prio_to_weight[].
6384  *
6385  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
6386  * weight:
6387  *
6388  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
6389  *
6390  * C_i is the compute capacity of cpu i, typically it is the
6391  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
6392  * can also include other factors [XXX].
6393  *
6394  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
6395  * directly from (1):
6396  *
6397  *   imb_i,j = max{ avg(W/C), W_i/C_i } - min{ avg(W/C), W_j/C_j }    (4)
6398  *
6399  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
6400  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
6401  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
6402  *
6403  * [XXX expand on:
6404  *     - infeasible weights;
6405  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
6406  *
6407  *
6408  * SCHED DOMAINS
6409  *
6410  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
6411  * for all i,j solution, we create a tree of cpus that follows the hardware
6412  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
6413  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of cpus going up the
6414  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
6415  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of cpus in
6416  * the groups.
6417  *
6418  * This yields:
6419  *
6420  *     log_2 n     1     n
6421  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
6422  *     i = 0      2^i   2^i
6423  *                               `- size of each group
6424  *         |         |     `- number of cpus doing load-balance
6425  *         |         `- freq
6426  *         `- sum over all levels
6427  *
6428  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
6429  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
6430  *
6431  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
6432  * to every other cpu in at most O(log n) steps:
6433  *
6434  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
6435  *
6436  *             log_2 n     
6437  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
6438  *             k = 0
6439  *
6440  * And you'll find that:
6441  *
6442  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
6443  *
6444  * Showing there's indeed a path between every cpu in at most O(log n) steps.
6445  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
6446  * of:
6447  *
6448  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
6449  *
6450  *
6451  * WORK CONSERVING
6452  *
6453  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
6454  * balancing is more aggressive and has the newly idle cpu iterate up the domain
6455  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
6456  *
6457  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
6458  * time.
6459  *
6460  * [XXX more?]
6461  *
6462  *
6463  * CGROUPS
6464  *
6465  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
6466  *
6467  *                                s_k,i
6468  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
6469  *                                 S_k
6470  *
6471  * Where
6472  *
6473  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
6474  *
6475  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on cpu i.
6476  *
6477  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
6478  * property.
6479  *
6480  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
6481  *      rewrite all of this once again.]
6482  */ 
6483
6484 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
6485
6486 enum fbq_type { regular, remote, all };
6487
6488 enum group_type {
6489         group_other = 0,
6490         group_misfit_task,
6491         group_imbalanced,
6492         group_overloaded,
6493 };
6494
6495 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
6496 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
6497 #define LBF_DST_PINNED  0x04
6498 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
6499
6500 struct lb_env {
6501         struct sched_domain     *sd;
6502
6503         struct rq               *src_rq;
6504         int                     src_cpu;
6505
6506         int                     dst_cpu;
6507         struct rq               *dst_rq;
6508
6509         struct cpumask          *dst_grpmask;
6510         int                     new_dst_cpu;
6511         enum cpu_idle_type      idle;
6512         long                    imbalance;
6513         unsigned int            src_grp_nr_running;
6514         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
6515         struct cpumask          *cpus;
6516
6517         unsigned int            flags;
6518
6519         unsigned int            loop;
6520         unsigned int            loop_break;
6521         unsigned int            loop_max;
6522
6523         enum fbq_type           fbq_type;
6524         enum group_type         busiest_group_type;
6525         struct list_head        tasks;
6526 };
6527
6528 /*
6529  * Is this task likely cache-hot:
6530  */
6531 static int task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6532 {
6533         s64 delta;
6534
6535         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6536
6537         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
6538                 return 0;
6539
6540         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
6541                 return 0;
6542
6543         /*
6544          * Buddy candidates are cache hot:
6545          */
6546         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && env->dst_rq->nr_running &&
6547                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
6548                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
6549                 return 1;
6550
6551         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
6552                 return 1;
6553         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
6554                 return 0;
6555
6556         delta = rq_clock_task(env->src_rq) - p->se.exec_start;
6557
6558         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
6559 }
6560
6561 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6562 /*
6563  * Returns 1, if task migration degrades locality
6564  * Returns 0, if task migration improves locality i.e migration preferred.
6565  * Returns -1, if task migration is not affected by locality.
6566  */
6567 static int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6568 {
6569         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
6570         unsigned long src_faults, dst_faults;
6571         int src_nid, dst_nid;
6572
6573         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
6574                 return -1;
6575
6576         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
6577                 return -1;
6578
6579         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
6580         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
6581
6582         if (src_nid == dst_nid)
6583                 return -1;
6584
6585         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
6586         if (src_nid == p->numa_preferred_nid) {
6587                 if (env->src_rq->nr_running > env->src_rq->nr_preferred_running)
6588                         return 1;
6589                 else
6590                         return -1;
6591         }
6592
6593         /* Encourage migration to the preferred node. */
6594         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
6595                 return 0;
6596
6597         if (numa_group) {
6598                 src_faults = group_faults(p, src_nid);
6599                 dst_faults = group_faults(p, dst_nid);
6600         } else {
6601                 src_faults = task_faults(p, src_nid);
6602                 dst_faults = task_faults(p, dst_nid);
6603         }
6604
6605         return dst_faults < src_faults;
6606 }
6607
6608 #else
6609 static inline int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
6610                                              struct lb_env *env)
6611 {
6612         return -1;
6613 }
6614 #endif
6615
6616 /*
6617  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
6618  */
6619 static
6620 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6621 {
6622         int tsk_cache_hot;
6623
6624         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6625
6626         /*
6627          * We do not migrate tasks that are:
6628          * 1) throttled_lb_pair, or
6629          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
6630          * 3) running (obviously), or
6631          * 4) are cache-hot on their current CPU.
6632          */
6633         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
6634                 return 0;
6635
6636         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
6637                 int cpu;
6638
6639                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
6640
6641                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
6642
6643                 /*
6644                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
6645                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
6646                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
6647                  *
6648                  * Also avoid computing new_dst_cpu if we have already computed
6649                  * one in current iteration.
6650                  */
6651                 if (!env->dst_grpmask || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
6652                         return 0;
6653
6654                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
6655                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
6656                         if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
6657                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
6658                                 env->new_dst_cpu = cpu;
6659                                 break;
6660                         }
6661                 }
6662
6663                 return 0;
6664         }
6665
6666         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
6667         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
6668
6669         if (task_running(env->src_rq, p)) {
6670                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
6671                 return 0;
6672         }
6673
6674         /*
6675          * Aggressive migration if:
6676          * 1) destination numa is preferred
6677          * 2) task is cache cold, or
6678          * 3) too many balance attempts have failed.
6679          */
6680         tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
6681         if (tsk_cache_hot == -1)
6682                 tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
6683
6684         if (tsk_cache_hot <= 0 ||
6685             env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
6686                 if (tsk_cache_hot == 1) {
6687                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
6688                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
6689                 }
6690                 return 1;
6691         }
6692
6693         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
6694         return 0;
6695 }
6696
6697 /*
6698  * detach_task() -- detach the task for the migration specified in env
6699  */
6700 static void detach_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6701 {
6702         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6703
6704         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
6705         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
6706         double_lock_balance(env->src_rq, env->dst_rq);
6707         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
6708         double_unlock_balance(env->src_rq, env->dst_rq);
6709 }
6710
6711 /*
6712  * detach_one_task() -- tries to dequeue exactly one task from env->src_rq, as
6713  * part of active balancing operations within "domain".
6714  *
6715  * Returns a task if successful and NULL otherwise.
6716  */
6717 static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
6718 {
6719         struct task_struct *p, *n;
6720
6721         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6722
6723         list_for_each_entry_safe(p, n, &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
6724                 if (!can_migrate_task(p, env))
6725                         continue;
6726
6727                 detach_task(p, env);
6728
6729                 /*
6730                  * Right now, this is only the second place where
6731                  * lb_gained[env->idle] is updated (other is detach_tasks)
6732                  * so we can safely collect stats here rather than
6733                  * inside detach_tasks().
6734                  */
6735                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
6736                 return p;
6737         }
6738         return NULL;
6739 }
6740
6741 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
6742
6743 /*
6744  * detach_tasks() -- tries to detach up to imbalance weighted load from
6745  * busiest_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
6746  *
6747  * Returns number of detached tasks if successful and 0 otherwise.
6748  */
6749 static int detach_tasks(struct lb_env *env)
6750 {
6751         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
6752         struct task_struct *p;
6753         unsigned long load;
6754         int detached = 0;
6755
6756         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6757
6758         if (env->imbalance <= 0)
6759                 return 0;
6760
6761         while (!list_empty(tasks)) {
6762                 /*
6763                  * We don't want to steal all, otherwise we may be treated likewise,
6764                  * which could at worst lead to a livelock crash.
6765                  */
6766                 if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->src_rq->nr_running <= 1)
6767                         break;
6768
6769                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
6770
6771                 env->loop++;
6772                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
6773                 if (env->loop > env->loop_max)
6774                         break;
6775
6776                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
6777                 if (env->loop > env->loop_break) {
6778                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
6779                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
6780                         break;
6781                 }
6782
6783                 if (!can_migrate_task(p, env))
6784                         goto next;
6785
6786                 load = task_h_load(p);
6787
6788                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
6789                         goto next;
6790
6791                 if ((load / 2) > env->imbalance)
6792                         goto next;
6793
6794                 detach_task(p, env);
6795                 list_add(&p->se.group_node, &env->tasks);
6796
6797                 detached++;
6798                 env->imbalance -= load;
6799
6800 #ifdef CONFIG_PREEMPT
6801                 /*
6802                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
6803                  * kernels will stop after the first task is detached to minimize
6804                  * the critical section.
6805                  */
6806                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6807                         break;
6808 #endif
6809
6810                 /*
6811                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
6812                  * weighted load.
6813                  */
6814                 if (env->imbalance <= 0)
6815                         break;
6816
6817                 continue;
6818 next:
6819                 list_move_tail(&p->se.group_node, tasks);
6820         }
6821
6822         /*
6823          * Right now, this is one of only two places we collect this stat
6824          * so we can safely collect detach_one_task() stats here rather
6825          * than inside detach_one_task().
6826          */
6827         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], detached);
6828
6829         return detached;
6830 }
6831
6832 /*
6833  * attach_task() -- attach the task detached by detach_task() to its new rq.
6834  */
6835 static void attach_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6836 {
6837         lockdep_assert_held(&rq->lock);
6838
6839         BUG_ON(task_rq(p) != rq);
6840         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
6841         activate_task(rq, p, 0);
6842         check_preempt_curr(rq, p, 0);
6843 }
6844
6845 /*
6846  * attach_one_task() -- attaches the task returned from detach_one_task() to
6847  * its new rq.
6848  */
6849 static void attach_one_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6850 {
6851         raw_spin_lock(&rq->lock);
6852         attach_task(rq, p);
6853         /*
6854          * We want to potentially raise target_cpu's OPP.
6855          */
6856         update_capacity_of(cpu_of(rq));
6857         raw_spin_unlock(&rq->lock);
6858 }
6859
6860 /*
6861  * attach_tasks() -- attaches all tasks detached by detach_tasks() to their
6862  * new rq.
6863  */
6864 static void attach_tasks(struct lb_env *env)
6865 {
6866         struct list_head *tasks = &env->tasks;
6867         struct task_struct *p;
6868
6869         raw_spin_lock(&env->dst_rq->lock);
6870
6871         while (!list_empty(tasks)) {
6872                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
6873                 list_del_init(&p->se.group_node);
6874
6875                 attach_task(env->dst_rq, p);
6876         }
6877
6878         /*
6879          * We want to potentially raise env.dst_cpu's OPP.
6880          */
6881         update_capacity_of(env->dst_cpu);
6882
6883         raw_spin_unlock(&env->dst_rq->lock);
6884 }
6885
6886 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6887 static void update_blocked_averages(int cpu)
6888 {
6889         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6890         struct cfs_rq *cfs_rq;
6891         unsigned long flags;
6892
6893         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6894         update_rq_clock(rq);
6895
6896         /*
6897          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
6898          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
6899          */
6900         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
6901                 /* throttled entities do not contribute to load */
6902                 if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
6903                         continue;
6904
6905                 if (update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_task(cfs_rq), cfs_rq))
6906                         update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
6907         }
6908         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6909 }
6910
6911 /*
6912  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
6913  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
6914  * group is a fraction of its parents load.
6915  */
6916 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
6917 {
6918         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
6919         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
6920         unsigned long now = jiffies;
6921         unsigned long load;
6922
6923         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
6924                 return;
6925
6926         cfs_rq->h_load_next = NULL;
6927         for_each_sched_entity(se) {
6928                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6929                 cfs_rq->h_load_next = se;
6930                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
6931                         break;
6932         }
6933
6934         if (!se) {
6935                 cfs_rq->h_load = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
6936                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
6937         }
6938
6939         while ((se = cfs_rq->h_load_next) != NULL) {
6940                 load = cfs_rq->h_load;
6941                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg,
6942                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
6943                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6944                 cfs_rq->h_load = load;
6945                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
6946         }
6947 }
6948
6949 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
6950 {
6951         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
6952
6953         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
6954         return div64_ul(p->se.avg.load_avg * cfs_rq->h_load,
6955                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
6956 }
6957 #else
6958 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
6959 {
6960         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6961         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
6962         unsigned long flags;
6963
6964         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6965         update_rq_clock(rq);
6966         update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_task(cfs_rq), cfs_rq);
6967         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6968 }
6969
6970 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
6971 {
6972         return p->se.avg.load_avg;
6973 }
6974 #endif
6975
6976 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
6977
6978 /*
6979  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
6980  */
6981 struct sg_lb_stats {
6982         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
6983         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
6984         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
6985         unsigned long load_per_task;
6986         unsigned long group_capacity;
6987         unsigned long group_util; /* Total utilization of the group */
6988         unsigned int sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
6989         unsigned int idle_cpus;
6990         unsigned int group_weight;
6991         enum group_type group_type;
6992         int group_no_capacity;
6993         int group_misfit_task; /* A cpu has a task too big for its capacity */
6994 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6995         unsigned int nr_numa_running;
6996         unsigned int nr_preferred_running;
6997 #endif
6998 };
6999
7000 /*
7001  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
7002  *               during load balancing.
7003  */
7004 struct sd_lb_stats {
7005         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
7006         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
7007         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
7008         unsigned long total_capacity;   /* Total capacity of all groups in sd */
7009         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
7010
7011         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
7012         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
7013 };
7014
7015 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
7016 {
7017         /*
7018          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
7019          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
7020          * We must however clear busiest_stat::avg_load because
7021          * update_sd_pick_busiest() reads this before assignment.
7022          */
7023         *sds = (struct sd_lb_stats){
7024                 .busiest = NULL,
7025                 .local = NULL,
7026                 .total_load = 0UL,
7027                 .total_capacity = 0UL,
7028                 .busiest_stat = {
7029                         .avg_load = 0UL,
7030                         .sum_nr_running = 0,
7031                         .group_type = group_other,
7032                 },
7033         };
7034 }
7035
7036 /**
7037  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
7038  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
7039  * @idle: The idle status of the CPU for whose sd load_idx is obtained.
7040  *
7041  * Return: The load index.
7042  */
7043 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
7044                                         enum cpu_idle_type idle)
7045 {
7046         int load_idx;
7047
7048         switch (idle) {
7049         case CPU_NOT_IDLE:
7050                 load_idx = sd->busy_idx;
7051                 break;
7052
7053         case CPU_NEWLY_IDLE:
7054                 load_idx = sd->newidle_idx;
7055                 break;
7056         default:
7057                 load_idx = sd->idle_idx;
7058                 break;
7059         }
7060
7061         return load_idx;
7062 }
7063
7064 static unsigned long scale_rt_capacity(int cpu)
7065 {
7066         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7067         u64 total, used, age_stamp, avg;
7068         s64 delta;
7069
7070         /*
7071          * Since we're reading these variables without serialization make sure
7072          * we read them once before doing sanity checks on them.
7073          */
7074         age_stamp = READ_ONCE(rq->age_stamp);
7075         avg = READ_ONCE(rq->rt_avg);
7076         delta = __rq_clock_broken(rq) - age_stamp;
7077
7078         if (unlikely(delta < 0))
7079                 delta = 0;
7080
7081         total = sched_avg_period() + delta;
7082
7083         used = div_u64(avg, total);
7084
7085         /*
7086          * deadline bandwidth is defined at system level so we must
7087          * weight this bandwidth with the max capacity of the system.
7088          * As a reminder, avg_bw is 20bits width and
7089          * scale_cpu_capacity is 10 bits width
7090          */
7091         used += div_u64(rq->dl.avg_bw, arch_scale_cpu_capacity(NULL, cpu));
7092
7093         if (likely(used < SCHED_CAPACITY_SCALE))
7094                 return SCHED_CAPACITY_SCALE - used;
7095
7096         return 1;
7097 }
7098
7099 void init_max_cpu_capacity(struct max_cpu_capacity *mcc)
7100 {
7101         raw_spin_lock_init(&mcc->lock);
7102         mcc->val = 0;
7103         mcc->cpu = -1;
7104 }
7105
7106 static void update_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7107 {
7108         unsigned long capacity = arch_scale_cpu_capacity(sd, cpu);
7109         struct sched_group *sdg = sd->groups;
7110         struct max_cpu_capacity *mcc;
7111         unsigned long max_capacity;
7112         int max_cap_cpu;
7113         unsigned long flags;
7114
7115         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig = capacity;
7116
7117         mcc = &cpu_rq(cpu)->rd->max_cpu_capacity;
7118
7119         raw_spin_lock_irqsave(&mcc->lock, flags);
7120         max_capacity = mcc->val;
7121         max_cap_cpu = mcc->cpu;
7122
7123         if ((max_capacity > capacity && max_cap_cpu == cpu) ||
7124             (max_capacity < capacity)) {
7125                 mcc->val = capacity;
7126                 mcc->cpu = cpu;
7127 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
7128                 raw_spin_unlock_irqrestore(&mcc->lock, flags);
7129                 printk_deferred(KERN_INFO "CPU%d: update max cpu_capacity %lu\n",
7130                                 cpu, capacity);
7131                 goto skip_unlock;
7132 #endif
7133         }
7134         raw_spin_unlock_irqrestore(&mcc->lock, flags);
7135
7136 skip_unlock: __attribute__ ((unused));
7137         capacity *= scale_rt_capacity(cpu);
7138         capacity >>= SCHED_CAPACITY_SHIFT;
7139
7140         if (!capacity)
7141                 capacity = 1;
7142
7143         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity = capacity;
7144         sdg->sgc->capacity = capacity;
7145         sdg->sgc->max_capacity = capacity;
7146 }
7147
7148 void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7149 {
7150         struct sched_domain *child = sd->child;
7151         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
7152         unsigned long capacity, max_capacity;
7153         unsigned long interval;
7154
7155         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
7156         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
7157         sdg->sgc->next_update = jiffies + interval;
7158
7159         if (!child) {
7160                 update_cpu_capacity(sd, cpu);
7161                 return;
7162         }
7163
7164         capacity = 0;
7165         max_capacity = 0;
7166
7167         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
7168                 /*
7169                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
7170                  * span the current group.
7171                  */
7172
7173                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg)) {
7174                         struct sched_group_capacity *sgc;
7175                         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7176
7177                         /*
7178                          * build_sched_domains() -> init_sched_groups_capacity()
7179                          * gets here before we've attached the domains to the
7180                          * runqueues.
7181                          *
7182                          * Use capacity_of(), which is set irrespective of domains
7183                          * in update_cpu_capacity().
7184                          *
7185                          * This avoids capacity from being 0 and
7186                          * causing divide-by-zero issues on boot.
7187                          */
7188                         if (unlikely(!rq->sd)) {
7189                                 capacity += capacity_of(cpu);
7190                         } else {
7191                                 sgc = rq->sd->groups->sgc;
7192                                 capacity += sgc->capacity;
7193                         }
7194
7195                         max_capacity = max(capacity, max_capacity);
7196                 }
7197         } else  {
7198                 /*
7199                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
7200                  * span the current group.
7201                  */ 
7202
7203                 group = child->groups;
7204                 do {
7205                         struct sched_group_capacity *sgc = group->sgc;
7206
7207                         capacity += sgc->capacity;
7208                         max_capacity = max(sgc->max_capacity, max_capacity);
7209                         group = group->next;
7210                 } while (group != child->groups);
7211         }
7212
7213         sdg->sgc->capacity = capacity;
7214         sdg->sgc->max_capacity = max_capacity;
7215 }
7216
7217 /*
7218  * Check whether the capacity of the rq has been noticeably reduced by side
7219  * activity. The imbalance_pct is used for the threshold.
7220  * Return true is the capacity is reduced
7221  */
7222 static inline int
7223 check_cpu_capacity(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
7224 {
7225         return ((rq->cpu_capacity * sd->imbalance_pct) <
7226                                 (rq->cpu_capacity_orig * 100));
7227 }
7228
7229 /*
7230  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
7231  * groups is inadequate due to tsk_cpus_allowed() constraints.
7232  *
7233  * Imagine a situation of two groups of 4 cpus each and 4 tasks each with a
7234  * cpumask covering 1 cpu of the first group and 3 cpus of the second group.
7235  * Something like:
7236  *
7237  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
7238  *              *     * * *
7239  *
7240  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
7241  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
7242  * cpu 3 and leave one of the cpus in the second group unused.
7243  *
7244  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
7245  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
7246  * moving tasks due to affinity constraints.
7247  *
7248  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
7249  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
7250  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
7251  * to create an effective group imbalance.
7252  *
7253  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
7254  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
7255  * subtle and fragile situation.
7256  */
7257
7258 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
7259 {
7260         return group->sgc->imbalance;
7261 }
7262
7263 /*
7264  * group_has_capacity returns true if the group has spare capacity that could
7265  * be used by some tasks.
7266  * We consider that a group has spare capacity if the  * number of task is
7267  * smaller than the number of CPUs or if the utilization is lower than the
7268  * available capacity for CFS tasks.
7269  * For the latter, we use a threshold to stabilize the state, to take into
7270  * account the variance of the tasks' load and to return true if the available
7271  * capacity in meaningful for the load balancer.
7272  * As an example, an available capacity of 1% can appear but it doesn't make
7273  * any benefit for the load balance.
7274  */
7275 static inline bool
7276 group_has_capacity(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
7277 {
7278         if (sgs->sum_nr_running < sgs->group_weight)
7279                 return true;
7280
7281         if ((sgs->group_capacity * 100) >
7282                         (sgs->group_util * env->sd->imbalance_pct))
7283                 return true;
7284
7285         return false;
7286 }
7287
7288 /*
7289  *  group_is_overloaded returns true if the group has more tasks than it can
7290  *  handle.
7291  *  group_is_overloaded is not equals to !group_has_capacity because a group
7292  *  with the exact right number of tasks, has no more spare capacity but is not
7293  *  overloaded so both group_has_capacity and group_is_overloaded return
7294  *  false.
7295  */
7296 static inline bool
7297 group_is_overloaded(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
7298 {
7299         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight)
7300                 return false;
7301
7302         if ((sgs->group_capacity * 100) <
7303                         (sgs->group_util * env->sd->imbalance_pct))
7304                 return true;
7305
7306         return false;
7307 }
7308
7309
7310 /*
7311  * group_smaller_cpu_capacity: Returns true if sched_group sg has smaller
7312  * per-cpu capacity than sched_group ref.
7313  */
7314 static inline bool
7315 group_smaller_cpu_capacity(struct sched_group *sg, struct sched_group *ref)
7316 {
7317         return sg->sgc->max_capacity + capacity_margin - SCHED_LOAD_SCALE <
7318                                                         ref->sgc->max_capacity;
7319 }
7320
7321 static inline enum
7322 group_type group_classify(struct sched_group *group,
7323                           struct sg_lb_stats *sgs)
7324 {
7325         if (sgs->group_no_capacity)
7326                 return group_overloaded;
7327
7328         if (sg_imbalanced(group))
7329                 return group_imbalanced;
7330
7331         if (sgs->group_misfit_task)
7332                 return group_misfit_task;
7333
7334         return group_other;
7335 }
7336
7337 /**
7338  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
7339  * @env: The load balancing environment.
7340  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
7341  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
7342  * @local_group: Does group contain this_cpu.
7343  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
7344  * @overload: Indicate more than one runnable task for any CPU.
7345  * @overutilized: Indicate overutilization for any CPU.
7346  */
7347 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
7348                         struct sched_group *group, int load_idx,
7349                         int local_group, struct sg_lb_stats *sgs,
7350                         bool *overload, bool *overutilized)
7351 {
7352         unsigned long load;
7353         int i, nr_running;
7354
7355         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
7356
7357         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
7358                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
7359
7360                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
7361                 if (local_group)
7362                         load = target_load(i, load_idx);
7363                 else
7364                         load = source_load(i, load_idx);
7365
7366                 sgs->group_load += load;
7367                 sgs->group_util += cpu_util(i);
7368                 sgs->sum_nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
7369
7370                 nr_running = rq->nr_running;
7371                 if (nr_running > 1)
7372                         *overload = true;
7373
7374 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7375                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
7376                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
7377 #endif
7378                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
7379                 /*
7380                  * No need to call idle_cpu() if nr_running is not 0
7381                  */
7382                 if (!nr_running && idle_cpu(i))
7383                         sgs->idle_cpus++;
7384
7385                 if (cpu_overutilized(i)) {
7386                         *overutilized = true;
7387                         if (!sgs->group_misfit_task && rq->misfit_task)
7388                                 sgs->group_misfit_task = capacity_of(i);
7389                 }
7390         }
7391
7392         /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
7393         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
7394         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_CAPACITY_SCALE) / sgs->group_capacity;
7395
7396         if (sgs->sum_nr_running)
7397                 sgs->load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
7398
7399         sgs->group_weight = group->group_weight;
7400
7401         sgs->group_no_capacity = group_is_overloaded(env, sgs);
7402         sgs->group_type = group_classify(group, sgs);
7403 }
7404
7405 /**
7406  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
7407  * @env: The load balancing environment.
7408  * @sds: sched_domain statistics
7409  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
7410  * @sgs: sched_group statistics
7411  *
7412  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
7413  * busiest group.
7414  *
7415  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
7416  * busiest group. %false otherwise.
7417  */
7418 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
7419                                    struct sd_lb_stats *sds,
7420                                    struct sched_group *sg,
7421                                    struct sg_lb_stats *sgs)
7422 {
7423         struct sg_lb_stats *busiest = &sds->busiest_stat;
7424
7425         if (sgs->group_type > busiest->group_type)
7426                 return true;
7427
7428         if (sgs->group_type < busiest->group_type)
7429                 return false;
7430
7431         /*
7432          * Candidate sg doesn't face any serious load-balance problems
7433          * so don't pick it if the local sg is already filled up.
7434          */
7435         if (sgs->group_type == group_other &&
7436             !group_has_capacity(env, &sds->local_stat))
7437                 return false;
7438
7439         if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
7440                 return false;
7441
7442         /*
7443          * Candiate sg has no more than one task per cpu and has higher
7444          * per-cpu capacity. No reason to pull tasks to less capable cpus.
7445          */
7446         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight &&
7447             group_smaller_cpu_capacity(sds->local, sg))
7448                 return false;
7449
7450         /* This is the busiest node in its class. */
7451         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
7452                 return true;
7453
7454         /*
7455          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
7456          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
7457          * higher than ourself as busy.
7458          */
7459         if (sgs->sum_nr_running && env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
7460                 if (!sds->busiest)
7461                         return true;
7462
7463                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
7464                         return true;
7465         }
7466
7467         return false;
7468 }
7469
7470 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7471 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
7472 {
7473         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_numa_running)
7474                 return regular;
7475         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
7476                 return remote;
7477         return all;
7478 }
7479
7480 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
7481 {
7482         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
7483                 return regular;
7484         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
7485                 return remote;
7486         return all;
7487 }
7488 #else
7489 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
7490 {
7491         return all;
7492 }
7493
7494 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
7495 {
7496         return regular;
7497 }
7498 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
7499
7500 /**
7501  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
7502  * @env: The load balancing environment.
7503  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
7504  */
7505 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
7506 {
7507         struct sched_domain *child = env->sd->child;
7508         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
7509         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
7510         int load_idx, prefer_sibling = 0;
7511         bool overload = false, overutilized = false;
7512
7513         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
7514                 prefer_sibling = 1;
7515
7516         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
7517
7518         do {
7519                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
7520                 int local_group;
7521
7522                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
7523                 if (local_group) {
7524                         sds->local = sg;
7525                         sgs = &sds->local_stat;
7526
7527                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
7528                             time_after_eq(jiffies, sg->sgc->next_update))
7529                                 update_group_capacity(env->sd, env->dst_cpu);
7530                 }
7531
7532                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, sgs,
7533                                                 &overload, &overutilized);
7534
7535                 if (local_group)
7536                         goto next_group;
7537
7538                 /*
7539                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
7540                  * first, lower the sg capacity so that we'll try
7541                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
7542                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
7543                  * these excess tasks. The extra check prevents the case where
7544                  * you always pull from the heaviest group when it is already
7545                  * under-utilized (possible with a large weight task outweighs
7546                  * the tasks on the system).
7547                  */
7548                 if (prefer_sibling && sds->local &&
7549                     group_has_capacity(env, &sds->local_stat) &&
7550                     (sgs->sum_nr_running > 1)) {
7551                         sgs->group_no_capacity = 1;
7552                         sgs->group_type = group_classify(sg, sgs);
7553                 }
7554
7555                 /*
7556                  * Ignore task groups with misfit tasks if local group has no
7557                  * capacity or if per-cpu capacity isn't higher.
7558                  */
7559                 if (sgs->group_type == group_misfit_task &&
7560                     (!group_has_capacity(env, &sds->local_stat) ||
7561                      !group_smaller_cpu_capacity(sg, sds->local)))
7562                         sgs->group_type = group_other;
7563
7564                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
7565                         sds->busiest = sg;
7566                         sds->busiest_stat = *sgs;
7567                 }
7568
7569 next_group:
7570                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
7571                 sds->total_load += sgs->group_load;
7572                 sds->total_capacity += sgs->group_capacity;
7573
7574                 sg = sg->next;
7575         } while (sg != env->sd->groups);
7576
7577         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
7578                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
7579
7580         env->src_grp_nr_running = sds->busiest_stat.sum_nr_running;
7581
7582         if (!env->sd->parent) {
7583                 /* update overload indicator if we are at root domain */
7584                 if (env->dst_rq->rd->overload != overload)
7585                         env->dst_rq->rd->overload = overload;
7586
7587                 /* Update over-utilization (tipping point, U >= 0) indicator */
7588                 if (env->dst_rq->rd->overutilized != overutilized) {
7589                         env->dst_rq->rd->overutilized = overutilized;
7590                         trace_sched_overutilized(overutilized);
7591                 }
7592         } else {
7593                 if (!env->dst_rq->rd->overutilized && overutilized) {
7594                         env->dst_rq->rd->overutilized = true;
7595                         trace_sched_overutilized(true);
7596                 }
7597         }
7598
7599 }
7600
7601 /**
7602  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
7603  *                      sched doman.
7604  *
7605  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
7606  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
7607  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
7608  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
7609  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
7610  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
7611  *
7612  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
7613  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
7614  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
7615  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
7616  * number.
7617  *
7618  * Return: 1 when packing is required and a task should be moved to
7619  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
7620  *
7621  * @env: The load balancing environment.
7622  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
7623  */
7624 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
7625 {
7626         int busiest_cpu;
7627
7628         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
7629                 return 0;
7630
7631         if (!sds->busiest)
7632                 return 0;
7633
7634         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
7635         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
7636                 return 0;
7637
7638         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
7639                 sds->busiest_stat.avg_load * sds->busiest_stat.group_capacity,
7640                 SCHED_CAPACITY_SCALE);
7641
7642         return 1;
7643 }
7644
7645 /**
7646  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
7647  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
7648  *                      load balancing.
7649  * @env: The load balancing environment.
7650  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
7651  */
7652 static inline
7653 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
7654 {
7655         unsigned long tmp, capa_now = 0, capa_move = 0;
7656         unsigned int imbn = 2;
7657         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
7658         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
7659
7660         local = &sds->local_stat;
7661         busiest = &sds->busiest_stat;
7662
7663         if (!local->sum_nr_running)
7664                 local->load_per_task = cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
7665         else if (busiest->load_per_task > local->load_per_task)
7666                 imbn = 1;
7667
7668         scaled_busy_load_per_task =
7669                 (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
7670                 busiest->group_capacity;
7671
7672         if (busiest->avg_load + scaled_busy_load_per_task >=
7673             local->avg_load + (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
7674                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
7675                 return;
7676         }
7677
7678         /*
7679          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
7680          * however we may be able to increase total CPU capacity used by
7681          * moving them.
7682          */
7683
7684         capa_now += busiest->group_capacity *
7685                         min(busiest->load_per_task, busiest->avg_load);
7686         capa_now += local->group_capacity *
7687                         min(local->load_per_task, local->avg_load);
7688         capa_now /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
7689
7690         /* Amount of load we'd subtract */
7691         if (busiest->avg_load > scaled_busy_load_per_task) {
7692                 capa_move += busiest->group_capacity *
7693                             min(busiest->load_per_task,
7694                                 busiest->avg_load - scaled_busy_load_per_task);
7695         }
7696
7697         /* Amount of load we'd add */
7698         if (busiest->avg_load * busiest->group_capacity <
7699             busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) {
7700                 tmp = (busiest->avg_load * busiest->group_capacity) /
7701                       local->group_capacity;
7702         } else {
7703                 tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
7704                       local->group_capacity;
7705         }
7706         capa_move += local->group_capacity *
7707                     min(local->load_per_task, local->avg_load + tmp);
7708         capa_move /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
7709
7710         /* Move if we gain throughput */
7711         if (capa_move > capa_now)
7712                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
7713 }
7714
7715 /**
7716  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
7717  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
7718  * @env: load balance environment
7719  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
7720  */
7721 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
7722 {
7723         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
7724         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
7725
7726         local = &sds->local_stat;
7727         busiest = &sds->busiest_stat;
7728
7729         if (busiest->group_type == group_imbalanced) {
7730                 /*
7731                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
7732                  * to ensure cpu-load equilibrium, look at wider averages. XXX
7733                  */
7734                 busiest->load_per_task =
7735                         min(busiest->load_per_task, sds->avg_load);
7736         }
7737
7738         /*
7739          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
7740          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
7741          * its cpu_capacity, while calculating max_load..)
7742          */
7743         if (busiest->avg_load <= sds->avg_load ||
7744             local->avg_load >= sds->avg_load) {
7745                 /* Misfitting tasks should be migrated in any case */
7746                 if (busiest->group_type == group_misfit_task) {
7747                         env->imbalance = busiest->group_misfit_task;
7748                         return;
7749                 }
7750
7751                 /*
7752                  * Busiest group is overloaded, local is not, use the spare
7753                  * cycles to maximize throughput
7754                  */
7755                 if (busiest->group_type == group_overloaded &&
7756                     local->group_type <= group_misfit_task) {
7757                         env->imbalance = busiest->load_per_task;
7758                         return;
7759                 }
7760
7761                 env->imbalance = 0;
7762                 return fix_small_imbalance(env, sds);
7763         }
7764
7765         /*
7766          * If there aren't any idle cpus, avoid creating some.
7767          */
7768         if (busiest->group_type == group_overloaded &&
7769             local->group_type   == group_overloaded) {
7770                 load_above_capacity = busiest->sum_nr_running *
7771                                         SCHED_LOAD_SCALE;
7772                 if (load_above_capacity > busiest->group_capacity)
7773                         load_above_capacity -= busiest->group_capacity;
7774                 else
7775                         load_above_capacity = ~0UL;
7776         }
7777
7778         /*
7779          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
7780          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
7781          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
7782          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
7783          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
7784          * for the minimum possible imbalance.
7785          */
7786         max_pull = min(busiest->avg_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
7787
7788         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
7789         env->imbalance = min(
7790                 max_pull * busiest->group_capacity,
7791                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_capacity
7792         ) / SCHED_CAPACITY_SCALE;
7793
7794         /* Boost imbalance to allow misfit task to be balanced. */
7795         if (busiest->group_type == group_misfit_task)
7796                 env->imbalance = max_t(long, env->imbalance,
7797                                      busiest->group_misfit_task);
7798
7799         /*
7800          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
7801          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
7802          * a think about bumping its value to force at least one task to be
7803          * moved
7804          */
7805         if (env->imbalance < busiest->load_per_task)
7806                 return fix_small_imbalance(env, sds);
7807 }
7808
7809 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
7810
7811 /**
7812  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
7813  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
7814  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
7815  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
7816  * such a group exists.
7817  *
7818  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
7819  * to restore balance.
7820  *
7821  * @env: The load balancing environment.
7822  *
7823  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
7824  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
7825  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
7826  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
7827  */
7828 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
7829 {
7830         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
7831         struct sd_lb_stats sds;
7832
7833         init_sd_lb_stats(&sds);
7834
7835         /*
7836          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
7837          * this level.
7838          */
7839         update_sd_lb_stats(env, &sds);
7840
7841         if (energy_aware() && !env->dst_rq->rd->overutilized)
7842                 goto out_balanced;
7843
7844         local = &sds.local_stat;
7845         busiest = &sds.busiest_stat;
7846
7847         /* ASYM feature bypasses nice load balance check */
7848         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
7849             check_asym_packing(env, &sds))
7850                 return sds.busiest;
7851
7852         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
7853         if (!sds.busiest || busiest->sum_nr_running == 0)
7854                 goto out_balanced;
7855
7856         sds.avg_load = (SCHED_CAPACITY_SCALE * sds.total_load)
7857                                                 / sds.total_capacity;
7858
7859         /*
7860          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
7861          * work because they assume all things are equal, which typically
7862          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
7863          */
7864         if (busiest->group_type == group_imbalanced)
7865                 goto force_balance;
7866
7867         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
7868         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && group_has_capacity(env, local) &&
7869             busiest->group_no_capacity)
7870                 goto force_balance;
7871
7872         /* Misfitting tasks should be dealt with regardless of the avg load */
7873         if (busiest->group_type == group_misfit_task) {
7874                 goto force_balance;
7875         }
7876
7877         /*
7878          * If the local group is busier than the selected busiest group
7879          * don't try and pull any tasks.
7880          */
7881         if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
7882                 goto out_balanced;
7883
7884         /*
7885          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
7886          * average load.
7887          */
7888         if (local->avg_load >= sds.avg_load)
7889                 goto out_balanced;
7890
7891         if (env->idle == CPU_IDLE) {
7892                 /*
7893                  * This cpu is idle. If the busiest group is not overloaded
7894                  * and there is no imbalance between this and busiest group
7895                  * wrt idle cpus, it is balanced. The imbalance becomes
7896                  * significant if the diff is greater than 1 otherwise we
7897                  * might end up to just move the imbalance on another group
7898                  */
7899                 if ((busiest->group_type != group_overloaded) &&
7900                     (local->idle_cpus <= (busiest->idle_cpus + 1)) &&
7901                     !group_smaller_cpu_capacity(sds.busiest, sds.local))
7902                         goto out_balanced;
7903         } else {
7904                 /*
7905                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
7906                  * imbalance_pct to be conservative.
7907                  */
7908                 if (100 * busiest->avg_load <=
7909                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
7910                         goto out_balanced;
7911         }
7912
7913 force_balance:
7914         env->busiest_group_type = busiest->group_type;
7915         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
7916         calculate_imbalance(env, &sds);
7917         return sds.busiest;
7918
7919 out_balanced:
7920         env->imbalance = 0;
7921         return NULL;
7922 }
7923
7924 /*
7925  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
7926  */
7927 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
7928                                      struct sched_group *group)
7929 {
7930         struct rq *busiest = NULL, *rq;
7931         unsigned long busiest_load = 0, busiest_capacity = 1;
7932         int i;
7933
7934         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
7935                 unsigned long capacity, wl;
7936                 enum fbq_type rt;
7937
7938                 rq = cpu_rq(i);
7939                 rt = fbq_classify_rq(rq);
7940
7941                 /*
7942                  * We classify groups/runqueues into three groups:
7943                  *  - regular: there are !numa tasks
7944                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
7945                  *  - all:     there is no distinction
7946                  *
7947                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
7948                  * ignore those when there's better options.
7949                  *
7950                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
7951                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
7952                  * queue by moving tasks around inside the node.
7953                  *
7954                  * If we cannot move enough load due to this classification
7955                  * the next pass will adjust the group classification and
7956                  * allow migration of more tasks.
7957                  *
7958                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
7959                  */
7960                 if (rt > env->fbq_type)
7961                         continue;
7962
7963                 capacity = capacity_of(i);
7964
7965                 wl = weighted_cpuload(i);
7966
7967                 /*
7968                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
7969                  * which is not scaled with the cpu capacity.
7970                  */
7971
7972                 if (rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance &&
7973                     !check_cpu_capacity(rq, env->sd) &&
7974                     env->busiest_group_type != group_misfit_task)
7975                         continue;
7976
7977                 /*
7978                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
7979                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu capacity, so
7980                  * that the load can be moved away from the cpu that is
7981                  * potentially running at a lower capacity.
7982                  *
7983                  * Thus we're looking for max(wl_i / capacity_i), crosswise
7984                  * multiplication to rid ourselves of the division works out
7985                  * to: wl_i * capacity_j > wl_j * capacity_i;  where j is
7986                  * our previous maximum.
7987                  */
7988                 if (wl * busiest_capacity > busiest_load * capacity) {
7989                         busiest_load = wl;
7990                         busiest_capacity = capacity;
7991                         busiest = rq;
7992                 }
7993         }
7994
7995         return busiest;
7996 }
7997
7998 /*
7999  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
8000  * so long as it is large enough.
8001  */
8002 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
8003
8004 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
8005 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
8006
8007 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
8008 {
8009         struct sched_domain *sd = env->sd;
8010
8011         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
8012
8013                 /*
8014                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
8015                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
8016                  * lowest numbered CPUs.
8017                  */
8018                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
8019                         return 1;
8020         }
8021
8022         /*
8023          * The dst_cpu is idle and the src_cpu CPU has only 1 CFS task.
8024          * It's worth migrating the task if the src_cpu's capacity is reduced
8025          * because of other sched_class or IRQs if more capacity stays
8026          * available on dst_cpu.
8027          */
8028         if ((env->idle != CPU_NOT_IDLE) &&
8029             (env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1)) {
8030                 if ((check_cpu_capacity(env->src_rq, sd)) &&
8031                     (capacity_of(env->src_cpu)*sd->imbalance_pct < capacity_of(env->dst_cpu)*100))
8032                         return 1;
8033         }
8034
8035         if ((capacity_of(env->src_cpu) < capacity_of(env->dst_cpu)) &&
8036                                 env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1 &&
8037                                 cpu_overutilized(env->src_cpu) &&
8038                                 !cpu_overutilized(env->dst_cpu)) {
8039                         return 1;
8040         }
8041
8042         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
8043 }
8044
8045 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
8046
8047 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
8048 {
8049         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
8050         struct cpumask *sg_cpus, *sg_mask;
8051         int cpu, balance_cpu = -1;
8052
8053         /*
8054          * In the newly idle case, we will allow all the cpu's
8055          * to do the newly idle load balance.
8056          */
8057         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
8058                 return 1;
8059
8060         sg_cpus = sched_group_cpus(sg);
8061         sg_mask = sched_group_mask(sg);
8062         /* Try to find first idle cpu */
8063         for_each_cpu_and(cpu, sg_cpus, env->cpus) {
8064                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, sg_mask) || !idle_cpu(cpu))
8065                         continue;
8066
8067                 balance_cpu = cpu;
8068                 break;
8069         }
8070
8071         if (balance_cpu == -1)
8072                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
8073
8074         /*
8075          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
8076          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
8077          */
8078         return balance_cpu == env->dst_cpu;
8079 }
8080
8081 /*
8082  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
8083  * tasks if there is an imbalance.
8084  */
8085 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
8086                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
8087                         int *continue_balancing)
8088 {
8089         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
8090         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
8091         struct sched_group *group;
8092         struct rq *busiest;
8093         unsigned long flags;
8094         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(load_balance_mask);
8095
8096         struct lb_env env = {
8097                 .sd             = sd,
8098                 .dst_cpu        = this_cpu,
8099                 .dst_rq         = this_rq,
8100                 .dst_grpmask    = sched_group_cpus(sd->groups),
8101                 .idle           = idle,
8102                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
8103                 .cpus           = cpus,
8104                 .fbq_type       = all,
8105                 .tasks          = LIST_HEAD_INIT(env.tasks),
8106         };
8107
8108         /*
8109          * For NEWLY_IDLE load_balancing, we don't need to consider
8110          * other cpus in our group
8111          */
8112         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
8113                 env.dst_grpmask = NULL;
8114
8115         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
8116
8117         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
8118
8119 redo:
8120         if (!should_we_balance(&env)) {
8121                 *continue_balancing = 0;
8122                 goto out_balanced;
8123         }
8124
8125         group = find_busiest_group(&env);
8126         if (!group) {
8127                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
8128                 goto out_balanced;
8129         }
8130
8131         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
8132         if (!busiest) {
8133                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
8134                 goto out_balanced;
8135         }
8136
8137         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
8138
8139         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
8140
8141         env.src_cpu = busiest->cpu;
8142         env.src_rq = busiest;
8143
8144         ld_moved = 0;
8145         if (busiest->nr_running > 1) {
8146                 /*
8147                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
8148                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
8149                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
8150                  * correctly treated as an imbalance.
8151                  */
8152                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
8153                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
8154
8155 more_balance:
8156                 raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
8157
8158                 /*
8159                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
8160                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
8161                  */
8162                 cur_ld_moved = detach_tasks(&env);
8163                 /*
8164                  * We want to potentially lower env.src_cpu's OPP.
8165                  */
8166                 if (cur_ld_moved)
8167                         update_capacity_of(env.src_cpu);
8168
8169                 /*
8170                  * We've detached some tasks from busiest_rq. Every
8171                  * task is masked "TASK_ON_RQ_MIGRATING", so we can safely
8172                  * unlock busiest->lock, and we are able to be sure
8173                  * that nobody can manipulate the tasks in parallel.
8174                  * See task_rq_lock() family for the details.
8175                  */
8176
8177                 raw_spin_unlock(&busiest->lock);
8178
8179                 if (cur_ld_moved) {
8180                         attach_tasks(&env);
8181                         ld_moved += cur_ld_moved;
8182                 }
8183
8184                 local_irq_restore(flags);
8185
8186                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
8187                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
8188                         goto more_balance;
8189                 }
8190
8191                 /*
8192                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
8193                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
8194                  * where they can run. The upper limit on how many times we
8195                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
8196                  * sched_group.
8197                  *
8198                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
8199                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
8200                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
8201                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
8202                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
8203                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
8204                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
8205                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
8206                  * This however should not happen so much in practice and
8207                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
8208                  * excess load moved.
8209                  */
8210                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
8211
8212                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
8213                         cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
8214
8215                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
8216                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
8217                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
8218                         env.loop         = 0;
8219                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
8220
8221                         /*
8222                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
8223                          * need to continue with same src_cpu.
8224                          */
8225                         goto more_balance;
8226                 }
8227
8228                 /*
8229                  * We failed to reach balance because of affinity.
8230                  */
8231                 if (sd_parent) {
8232                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
8233
8234                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0)
8235                                 *group_imbalance = 1;
8236                 }
8237
8238                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
8239                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
8240                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
8241                         if (!cpumask_empty(cpus)) {
8242                                 env.loop = 0;
8243                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
8244                                 goto redo;
8245                         }
8246                         goto out_all_pinned;
8247                 }
8248         }
8249
8250         if (!ld_moved) {
8251                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
8252                 /*
8253                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
8254                  * We do not want newidle balance, which can be very
8255                  * frequent, pollute the failure counter causing
8256                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
8257                  */
8258                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
8259                         if (env.src_grp_nr_running > 1)
8260                                 sd->nr_balance_failed++;
8261
8262                 if (need_active_balance(&env)) {
8263                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
8264
8265                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
8266                          * if the curr task on busiest cpu can't be
8267                          * moved to this_cpu
8268                          */
8269                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
8270                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
8271                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
8272                                                             flags);
8273                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
8274                                 goto out_one_pinned;
8275                         }
8276
8277                         /*
8278                          * ->active_balance synchronizes accesses to
8279                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
8280                          * only after active load balance is finished.
8281                          */
8282                         if (!busiest->active_balance) {
8283                                 busiest->active_balance = 1;
8284                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
8285                                 active_balance = 1;
8286                         }
8287                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
8288
8289                         if (active_balance) {
8290                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
8291                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
8292                                         &busiest->active_balance_work);
8293                         }
8294
8295                         /*
8296                          * We've kicked active balancing, reset the failure
8297                          * counter.
8298                          */
8299                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
8300                 }
8301         } else
8302                 sd->nr_balance_failed = 0;
8303
8304         if (likely(!active_balance)) {
8305                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
8306                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
8307         } else {
8308                 /*
8309                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
8310                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
8311                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
8312                  * detach_tasks).
8313                  */
8314                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
8315                         sd->balance_interval *= 2;
8316         }
8317
8318         goto out;
8319
8320 out_balanced:
8321         /*
8322          * We reach balance although we may have faced some affinity
8323          * constraints. Clear the imbalance flag if it was set.
8324          */
8325         if (sd_parent) {
8326                 int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
8327
8328                 if (*group_imbalance)
8329                         *group_imbalance = 0;
8330         }
8331
8332 out_all_pinned:
8333         /*
8334          * We reach balance because all tasks are pinned at this level so
8335          * we can't migrate them. Let the imbalance flag set so parent level
8336          * can try to migrate them.
8337          */
8338         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
8339
8340         sd->nr_balance_failed = 0;
8341
8342 out_one_pinned:
8343         /* tune up the balancing interval */
8344         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
8345                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
8346                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
8347                 sd->balance_interval *= 2;
8348
8349         ld_moved = 0;
8350 out:
8351         return ld_moved;
8352 }
8353
8354 static inline unsigned long
8355 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
8356 {
8357         unsigned long interval = sd->balance_interval;
8358
8359         if (cpu_busy)
8360                 interval *= sd->busy_factor;
8361
8362         /* scale ms to jiffies */
8363         interval = msecs_to_jiffies(interval);
8364         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
8365
8366         return interval;
8367 }
8368
8369 static inline void
8370 update_next_balance(struct sched_domain *sd, int cpu_busy, unsigned long *next_balance)
8371 {
8372         unsigned long interval, next;
8373
8374         interval = get_sd_balance_interval(sd, cpu_busy);
8375         next = sd->last_balance + interval;
8376
8377         if (time_after(*next_balance, next))
8378                 *next_balance = next;
8379 }
8380
8381 /*
8382  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
8383  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
8384  */
8385 static int idle_balance(struct rq *this_rq)
8386 {
8387         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
8388         int this_cpu = this_rq->cpu;
8389         struct sched_domain *sd;
8390         int pulled_task = 0;
8391         u64 curr_cost = 0;
8392         long removed_util=0;
8393
8394         idle_enter_fair(this_rq);
8395
8396         /*
8397          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
8398          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
8399          */
8400         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
8401
8402         if (!energy_aware() &&
8403             (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost ||
8404              !this_rq->rd->overload)) {
8405                 rcu_read_lock();
8406                 sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
8407                 if (sd)
8408                         update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
8409                 rcu_read_unlock();
8410
8411                 goto out;
8412         }
8413
8414         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
8415
8416         /*
8417          * If removed_util_avg is !0 we most probably migrated some task away
8418          * from this_cpu. In this case we might be willing to trigger an OPP
8419          * update, but we want to do so if we don't find anybody else to pull
8420          * here (we will trigger an OPP update with the pulled task's enqueue
8421          * anyway).
8422          *
8423          * Record removed_util before calling update_blocked_averages, and use
8424          * it below (before returning) to see if an OPP update is required.
8425          */
8426         removed_util = atomic_long_read(&(this_rq->cfs).removed_util_avg);
8427         update_blocked_averages(this_cpu);
8428         rcu_read_lock();
8429         for_each_domain(this_cpu, sd) {
8430                 int continue_balancing = 1;
8431                 u64 t0, domain_cost;
8432
8433                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
8434                         continue;
8435
8436                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost) {
8437                         update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
8438                         break;
8439                 }
8440
8441                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
8442                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
8443
8444                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
8445                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
8446                                                    &continue_balancing);
8447
8448                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
8449                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
8450                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
8451
8452                         curr_cost += domain_cost;
8453                 }
8454
8455                 update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
8456
8457                 /*
8458                  * Stop searching for tasks to pull if there are
8459                  * now runnable tasks on this rq.
8460                  */
8461                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0)
8462                         break;
8463         }
8464         rcu_read_unlock();
8465
8466         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
8467
8468         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
8469                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
8470
8471         /*
8472          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
8473          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
8474          * pretend we pulled a task.
8475          */
8476         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
8477                 pulled_task = 1;
8478
8479 out:
8480         /* Move the next balance forward */
8481         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
8482                 this_rq->next_balance = next_balance;
8483
8484         /* Is there a task of a high priority class? */
8485         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
8486                 pulled_task = -1;
8487
8488         if (pulled_task) {
8489                 idle_exit_fair(this_rq);
8490                 this_rq->idle_stamp = 0;
8491         } else if (removed_util) {
8492                 /*
8493                  * No task pulled and someone has been migrated away.
8494                  * Good case to trigger an OPP update.
8495                  */
8496                 update_capacity_of(this_cpu);
8497         }
8498
8499         return pulled_task;
8500 }
8501
8502 /*
8503  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
8504  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
8505  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
8506  * avoids physical / logical imbalances.
8507  */
8508 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
8509 {
8510         struct rq *busiest_rq = data;
8511         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
8512         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
8513         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
8514         struct sched_domain *sd;
8515         struct task_struct *p = NULL;
8516
8517         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
8518
8519         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
8520         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
8521                      !busiest_rq->active_balance))
8522                 goto out_unlock;
8523
8524         /* Is there any task to move? */
8525         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
8526                 goto out_unlock;
8527
8528         /*
8529          * This condition is "impossible", if it occurs
8530          * we need to fix it. Originally reported by
8531          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
8532          */
8533         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
8534
8535         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
8536         rcu_read_lock();
8537         for_each_domain(target_cpu, sd) {
8538                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
8539                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
8540                                 break;
8541         }
8542
8543         if (likely(sd)) {
8544                 struct lb_env env = {
8545                         .sd             = sd,
8546                         .dst_cpu        = target_cpu,
8547                         .dst_rq         = target_rq,
8548                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
8549                         .src_rq         = busiest_rq,
8550                         .idle           = CPU_IDLE,
8551                 };
8552
8553                 schedstat_inc(sd, alb_count);
8554
8555                 p = detach_one_task(&env);
8556                 if (p) {
8557                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
8558                         /*
8559                          * We want to potentially lower env.src_cpu's OPP.
8560                          */
8561                         update_capacity_of(env.src_cpu);
8562                 }
8563                 else
8564                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
8565         }
8566         rcu_read_unlock();
8567 out_unlock:
8568         busiest_rq->active_balance = 0;
8569         raw_spin_unlock(&busiest_rq->lock);
8570
8571         if (p)
8572                 attach_one_task(target_rq, p);
8573
8574         local_irq_enable();
8575
8576         return 0;
8577 }
8578
8579 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
8580 {
8581         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
8582 }
8583
8584 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8585 /*
8586  * idle load balancing details
8587  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
8588  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
8589  *   load balancing for all the idle CPUs.
8590  */
8591 static struct {
8592         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
8593         atomic_t nr_cpus;
8594         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
8595 } nohz ____cacheline_aligned;
8596
8597 static inline int find_new_ilb(void)
8598 {
8599         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
8600
8601         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
8602                 return ilb;
8603
8604         return nr_cpu_ids;
8605 }
8606
8607 /*
8608  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
8609  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
8610  * CPU (if there is one).
8611  */
8612 static void nohz_balancer_kick(void)
8613 {
8614         int ilb_cpu;
8615
8616         nohz.next_balance++;
8617
8618         ilb_cpu = find_new_ilb();
8619
8620         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
8621                 return;
8622
8623         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
8624                 return;
8625         /*
8626          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
8627          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
8628          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
8629          * will be run before returning from the IPI.
8630          */
8631         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
8632         return;
8633 }
8634
8635 static inline void nohz_balance_exit_idle(int cpu)
8636 {
8637         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
8638                 /*
8639                  * Completely isolated CPUs don't ever set, so we must test.
8640                  */
8641                 if (likely(cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))) {
8642                         cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
8643                         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
8644                 }
8645                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
8646         }
8647 }
8648
8649 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
8650 {
8651         struct sched_domain *sd;
8652         int cpu = smp_processor_id();
8653
8654         rcu_read_lock();
8655         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
8656
8657         if (!sd || !sd->nohz_idle)
8658                 goto unlock;
8659         sd->nohz_idle = 0;
8660
8661         atomic_inc(&sd->groups->sgc->nr_busy_cpus);
8662 unlock:
8663         rcu_read_unlock();
8664 }
8665
8666 void set_cpu_sd_state_idle(void)
8667 {
8668         struct sched_domain *sd;
8669         int cpu = smp_processor_id();
8670
8671         rcu_read_lock();
8672         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
8673
8674         if (!sd || sd->nohz_idle)
8675                 goto unlock;
8676         sd->nohz_idle = 1;
8677
8678         atomic_dec(&sd->groups->sgc->nr_busy_cpus);
8679 unlock:
8680         rcu_read_unlock();
8681 }
8682
8683 /*
8684  * This routine will record that the cpu is going idle with tick stopped.
8685  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
8686  */
8687 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
8688 {
8689         /*
8690          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
8691          */
8692         if (!cpu_active(cpu))
8693                 return;
8694
8695         if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
8696                 return;
8697
8698         /*
8699          * If we're a completely isolated CPU, we don't play.
8700          */
8701         if (on_null_domain(cpu_rq(cpu)))
8702                 return;
8703
8704         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
8705         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
8706         set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
8707 }
8708
8709 static int sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
8710                                         unsigned long action, void *hcpu)
8711 {
8712         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
8713         case CPU_DYING:
8714                 nohz_balance_exit_idle(smp_processor_id());
8715                 return NOTIFY_OK;
8716         default:
8717                 return NOTIFY_DONE;
8718         }
8719 }
8720 #endif
8721
8722 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
8723
8724 /*
8725  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
8726  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
8727  */
8728 void update_max_interval(void)
8729 {
8730         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
8731 }
8732
8733 /*
8734  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
8735  * and initiates a balancing operation if so.
8736  *
8737  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
8738  */
8739 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
8740 {
8741         int continue_balancing = 1;
8742         int cpu = rq->cpu;
8743         unsigned long interval;
8744         struct sched_domain *sd;
8745         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
8746         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
8747         int update_next_balance = 0;
8748         int need_serialize, need_decay = 0;
8749         u64 max_cost = 0;
8750
8751         update_blocked_averages(cpu);
8752
8753         rcu_read_lock();
8754         for_each_domain(cpu, sd) {
8755                 /*
8756                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
8757                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
8758                  */
8759                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
8760                         sd->max_newidle_lb_cost =
8761                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
8762                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
8763                         need_decay = 1;
8764                 }
8765                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
8766
8767                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
8768                         continue;
8769
8770                 /*
8771                  * Stop the load balance at this level. There is another
8772                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
8773                  * actively.
8774                  */
8775                 if (!continue_balancing) {
8776                         if (need_decay)
8777                                 continue;
8778                         break;
8779                 }
8780
8781                 interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
8782
8783                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
8784                 if (need_serialize) {
8785                         if (!spin_trylock(&balancing))
8786                                 goto out;
8787                 }
8788
8789                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
8790                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
8791                                 /*
8792                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
8793                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
8794                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
8795                                  */
8796                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
8797                         }
8798                         sd->last_balance = jiffies;
8799                         interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
8800                 }
8801                 if (need_serialize)
8802                         spin_unlock(&balancing);
8803 out:
8804                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
8805                         next_balance = sd->last_balance + interval;
8806                         update_next_balance = 1;
8807                 }
8808         }
8809         if (need_decay) {
8810                 /*
8811                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
8812                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
8813                  */
8814                 rq->max_idle_balance_cost =
8815                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
8816         }
8817         rcu_read_unlock();
8818
8819         /*
8820          * next_balance will be updated only when there is a need.
8821          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
8822          * updated.
8823          */
8824         if (likely(update_next_balance)) {
8825                 rq->next_balance = next_balance;
8826
8827 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8828                 /*
8829                  * If this CPU has been elected to perform the nohz idle
8830                  * balance. Other idle CPUs have already rebalanced with
8831                  * nohz_idle_balance() and nohz.next_balance has been
8832                  * updated accordingly. This CPU is now running the idle load
8833                  * balance for itself and we need to update the
8834                  * nohz.next_balance accordingly.
8835                  */
8836                 if ((idle == CPU_IDLE) && time_after(nohz.next_balance, rq->next_balance))
8837                         nohz.next_balance = rq->next_balance;
8838 #endif
8839         }
8840 }
8841
8842 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8843 /*
8844  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
8845  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
8846  */
8847 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
8848 {
8849         int this_cpu = this_rq->cpu;
8850         struct rq *rq;
8851         int balance_cpu;
8852         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
8853         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
8854         int update_next_balance = 0;
8855
8856         if (idle != CPU_IDLE ||
8857             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
8858                 goto end;
8859
8860         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
8861                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
8862                         continue;
8863
8864                 /*
8865                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
8866                  * work being done for other cpus. Next load
8867                  * balancing owner will pick it up.
8868                  */
8869                 if (need_resched())
8870                         break;
8871
8872                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
8873
8874                 /*
8875                  * If time for next balance is due,
8876                  * do the balance.
8877                  */
8878                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
8879                         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
8880                         update_rq_clock(rq);
8881                         update_idle_cpu_load(rq);
8882                         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
8883                         rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
8884                 }
8885
8886                 if (time_after(next_balance, rq->next_balance)) {
8887                         next_balance = rq->next_balance;
8888                         update_next_balance = 1;
8889                 }
8890         }
8891
8892         /*
8893          * next_balance will be updated only when there is a need.
8894          * When the CPU is attached to null domain for ex, it will not be
8895          * updated.
8896          */
8897         if (likely(update_next_balance))
8898                 nohz.next_balance = next_balance;
8899 end:
8900         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
8901 }
8902
8903 /*
8904  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
8905  * of an idle cpu in the system.
8906  *   - This rq has more than one task.
8907  *   - This rq has at least one CFS task and the capacity of the CPU is
8908  *     significantly reduced because of RT tasks or IRQs.
8909  *   - At parent of LLC scheduler domain level, this cpu's scheduler group has
8910  *     multiple busy cpu.
8911  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
8912  *     domain span are idle.
8913  */
8914 static inline bool nohz_kick_needed(struct rq *rq)
8915 {
8916         unsigned long now = jiffies;
8917         struct sched_domain *sd;
8918         struct sched_group_capacity *sgc;
8919         int nr_busy, cpu = rq->cpu;
8920         bool kick = false;
8921
8922         if (unlikely(rq->idle_balance))
8923                 return false;
8924
8925        /*
8926         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
8927         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
8928         */
8929         set_cpu_sd_state_busy();
8930         nohz_balance_exit_idle(cpu);
8931
8932         /*
8933          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
8934          * balancing.
8935          */
8936         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
8937                 return false;
8938
8939         if (time_before(now, nohz.next_balance))
8940                 return false;
8941
8942         if (rq->nr_running >= 2 &&
8943             (!energy_aware() || cpu_overutilized(cpu)))
8944                 return true;
8945
8946         rcu_read_lock();
8947         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
8948         if (sd && !energy_aware()) {
8949                 sgc = sd->groups->sgc;
8950                 nr_busy = atomic_read(&sgc->nr_busy_cpus);
8951
8952                 if (nr_busy > 1) {
8953                         kick = true;
8954                         goto unlock;
8955                 }
8956
8957         }
8958
8959         sd = rcu_dereference(rq->sd);
8960         if (sd) {
8961                 if ((rq->cfs.h_nr_running >= 1) &&
8962                                 check_cpu_capacity(rq, sd)) {
8963                         kick = true;
8964                         goto unlock;
8965                 }
8966         }
8967
8968         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym, cpu));
8969         if (sd && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
8970                                   sched_domain_span(sd)) < cpu)) {
8971                 kick = true;
8972                 goto unlock;
8973         }
8974
8975 unlock:
8976         rcu_read_unlock();
8977         return kick;
8978 }
8979 #else
8980 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle) { }
8981 #endif
8982
8983 /*
8984  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
8985  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
8986  */
8987 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
8988 {
8989         struct rq *this_rq = this_rq();
8990         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
8991                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
8992
8993         /*
8994          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
8995          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
8996          * stopped. Do nohz_idle_balance *before* rebalance_domains to
8997          * give the idle cpus a chance to load balance. Else we may
8998          * load balance only within the local sched_domain hierarchy
8999          * and abort nohz_idle_balance altogether if we pull some load.
9000          */
9001         nohz_idle_balance(this_rq, idle);
9002         rebalance_domains(this_rq, idle);
9003 }
9004
9005 /*
9006  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
9007  */
9008 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
9009 {
9010         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
9011         if (unlikely(on_null_domain(rq)))
9012                 return;
9013
9014         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
9015                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
9016 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9017         if (nohz_kick_needed(rq))
9018                 nohz_balancer_kick();
9019 #endif
9020 }
9021
9022 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
9023 {
9024         update_sysctl();
9025
9026         update_runtime_enabled(rq);
9027 }
9028
9029 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
9030 {
9031         update_sysctl();
9032
9033         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
9034         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
9035 }
9036
9037 #endif /* CONFIG_SMP */
9038
9039 /*
9040  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
9041  */
9042 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
9043 {
9044         struct cfs_rq *cfs_rq;
9045         struct sched_entity *se = &curr->se;
9046
9047         for_each_sched_entity(se) {
9048                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9049                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
9050         }
9051
9052         if (static_branch_unlikely(&sched_numa_balancing))
9053                 task_tick_numa(rq, curr);
9054
9055 #ifdef CONFIG_SMP
9056         if (!rq->rd->overutilized && cpu_overutilized(task_cpu(curr))) {
9057                 rq->rd->overutilized = true;
9058                 trace_sched_overutilized(true);
9059         }
9060
9061         rq->misfit_task = !task_fits_max(curr, rq->cpu);
9062 #endif
9063
9064 }
9065
9066 /*
9067  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
9068  *  - child not yet on the tasklist
9069  *  - preemption disabled
9070  */
9071 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
9072 {
9073         struct cfs_rq *cfs_rq;
9074         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
9075         int this_cpu = smp_processor_id();
9076         struct rq *rq = this_rq();
9077         unsigned long flags;
9078
9079         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
9080
9081         update_rq_clock(rq);
9082
9083         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
9084         curr = cfs_rq->curr;
9085
9086         /*
9087          * Not only the cpu but also the task_group of the parent might have
9088          * been changed after parent->se.parent,cfs_rq were copied to
9089          * child->se.parent,cfs_rq. So call __set_task_cpu() to make those
9090          * of child point to valid ones.
9091          */
9092         rcu_read_lock();
9093         __set_task_cpu(p, this_cpu);
9094         rcu_read_unlock();
9095
9096         update_curr(cfs_rq);
9097
9098         if (curr)
9099                 se->vruntime = curr->vruntime;
9100         place_entity(cfs_rq, se, 1);
9101
9102         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
9103                 /*
9104                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
9105                  * 'current' within the tree based on its new key value.
9106                  */
9107                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
9108                 resched_curr(rq);
9109         }
9110
9111         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
9112
9113         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
9114 }
9115
9116 /*
9117  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
9118  * the current task.
9119  */
9120 static void
9121 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
9122 {
9123         if (!task_on_rq_queued(p))
9124                 return;
9125
9126         /*
9127          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
9128          * our priority decreased, or if we are not currently running on
9129          * this runqueue and our priority is higher than the current's
9130          */
9131         if (rq->curr == p) {
9132                 if (p->prio > oldprio)
9133                         resched_curr(rq);
9134         } else
9135                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
9136 }
9137
9138 static inline bool vruntime_normalized(struct task_struct *p)
9139 {
9140         struct sched_entity *se = &p->se;
9141
9142         /*
9143          * In both the TASK_ON_RQ_QUEUED and TASK_ON_RQ_MIGRATING cases,
9144          * the dequeue_entity(.flags=0) will already have normalized the
9145          * vruntime.
9146          */
9147         if (p->on_rq)
9148                 return true;
9149
9150         /*
9151          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
9152          * But there are some cases where it has already been normalized:
9153          *
9154          * - A forked child which is waiting for being woken up by
9155          *   wake_up_new_task().
9156          * - A task which has been woken up by try_to_wake_up() and
9157          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
9158          */
9159         if (!se->sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING)
9160                 return true;
9161
9162         return false;
9163 }
9164
9165 static void detach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
9166 {
9167         struct sched_entity *se = &p->se;
9168         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9169
9170         if (!vruntime_normalized(p)) {
9171                 /*
9172                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
9173                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
9174                  */
9175                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
9176                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
9177         }
9178
9179         /* Catch up with the cfs_rq and remove our load when we leave */
9180         detach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
9181 }
9182
9183 static void attach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
9184 {
9185         struct sched_entity *se = &p->se;
9186         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9187
9188 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9189         /*
9190          * Since the real-depth could have been changed (only FAIR
9191          * class maintain depth value), reset depth properly.
9192          */
9193         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
9194 #endif
9195
9196         /* Synchronize task with its cfs_rq */
9197         attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
9198
9199         if (!vruntime_normalized(p))
9200                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
9201 }
9202
9203 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
9204 {
9205         detach_task_cfs_rq(p);
9206 }
9207
9208 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
9209 {
9210         attach_task_cfs_rq(p);
9211
9212         if (task_on_rq_queued(p)) {
9213                 /*
9214                  * We were most likely switched from sched_rt, so
9215                  * kick off the schedule if running, otherwise just see
9216                  * if we can still preempt the current task.
9217                  */
9218                 if (rq->curr == p)
9219                         resched_curr(rq);
9220                 else
9221                         check_preempt_curr(rq, p, 0);
9222         }
9223 }
9224
9225 /* Account for a task changing its policy or group.
9226  *
9227  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
9228  * migrates between groups/classes.
9229  */
9230 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
9231 {
9232         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
9233
9234         for_each_sched_entity(se) {
9235                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9236
9237                 set_next_entity(cfs_rq, se);
9238                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
9239                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
9240         }
9241 }
9242
9243 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
9244 {
9245         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
9246         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
9247 #ifndef CONFIG_64BIT
9248         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
9249 #endif
9250 #ifdef CONFIG_SMP
9251         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_load_avg, 0);
9252         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_util_avg, 0);
9253 #endif
9254 }
9255
9256 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9257 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p)
9258 {
9259         detach_task_cfs_rq(p);
9260         set_task_rq(p, task_cpu(p));
9261
9262 #ifdef CONFIG_SMP
9263         /* Tell se's cfs_rq has been changed -- migrated */
9264         p->se.avg.last_update_time = 0;
9265 #endif
9266         attach_task_cfs_rq(p);
9267 }
9268
9269 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
9270 {
9271         int i;
9272
9273         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
9274
9275         for_each_possible_cpu(i) {
9276                 if (tg->cfs_rq)
9277                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
9278                 if (tg->se) {
9279                         if (tg->se[i])
9280                                 remove_entity_load_avg(tg->se[i]);
9281                         kfree(tg->se[i]);
9282                 }
9283         }
9284
9285         kfree(tg->cfs_rq);
9286         kfree(tg->se);
9287 }
9288
9289 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
9290 {
9291         struct cfs_rq *cfs_rq;
9292         struct sched_entity *se;
9293         int i;
9294
9295         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
9296         if (!tg->cfs_rq)
9297                 goto err;
9298         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
9299         if (!tg->se)
9300                 goto err;
9301
9302         tg->shares = NICE_0_LOAD;
9303
9304         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
9305
9306         for_each_possible_cpu(i) {
9307                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
9308                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9309                 if (!cfs_rq)
9310                         goto err;
9311
9312                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
9313                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9314                 if (!se)
9315                         goto err_free_rq;
9316
9317                 init_cfs_rq(cfs_rq);
9318                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
9319                 init_entity_runnable_average(se);
9320         }
9321
9322         return 1;
9323
9324 err_free_rq:
9325         kfree(cfs_rq);
9326 err:
9327         return 0;
9328 }
9329
9330 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
9331 {
9332         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9333         unsigned long flags;
9334
9335         /*
9336         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
9337         * check on_list without danger of it being re-added.
9338         */
9339         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
9340                 return;
9341
9342         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
9343         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
9344         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
9345 }
9346
9347 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
9348                         struct sched_entity *se, int cpu,
9349                         struct sched_entity *parent)
9350 {
9351         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9352
9353         cfs_rq->tg = tg;
9354         cfs_rq->rq = rq;
9355         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
9356
9357         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
9358         tg->se[cpu] = se;
9359
9360         /* se could be NULL for root_task_group */
9361         if (!se)
9362                 return;
9363
9364         if (!parent) {
9365                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
9366                 se->depth = 0;
9367         } else {
9368                 se->cfs_rq = parent->my_q;
9369                 se->depth = parent->depth + 1;
9370         }
9371
9372         se->my_q = cfs_rq;
9373         /* guarantee group entities always have weight */
9374         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
9375         se->parent = parent;
9376 }
9377
9378 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
9379
9380 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
9381 {
9382         int i;
9383         unsigned long flags;
9384
9385         /*
9386          * We can't change the weight of the root cgroup.
9387          */
9388         if (!tg->se[0])
9389                 return -EINVAL;
9390
9391         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
9392
9393         mutex_lock(&shares_mutex);
9394         if (tg->shares == shares)
9395                 goto done;
9396
9397         tg->shares = shares;
9398         for_each_possible_cpu(i) {
9399                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
9400                 struct sched_entity *se;
9401
9402                 se = tg->se[i];
9403                 /* Propagate contribution to hierarchy */
9404                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
9405
9406                 /* Possible calls to update_curr() need rq clock */
9407                 update_rq_clock(rq);
9408                 for_each_sched_entity(se)
9409                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
9410                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
9411         }
9412
9413 done:
9414         mutex_unlock(&shares_mutex);
9415         return 0;
9416 }
9417 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9418
9419 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
9420
9421 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
9422 {
9423         return 1;
9424 }
9425
9426 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
9427
9428 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9429
9430
9431 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
9432 {
9433         struct sched_entity *se = &task->se;
9434         unsigned int rr_interval = 0;
9435
9436         /*
9437          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
9438          * idle runqueue:
9439          */
9440         if (rq->cfs.load.weight)
9441                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
9442
9443         return rr_interval;
9444 }
9445
9446 /*
9447  * All the scheduling class methods:
9448  */
9449 const struct sched_class fair_sched_class = {
9450         .next                   = &idle_sched_class,
9451         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
9452         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
9453         .yield_task             = yield_task_fair,
9454         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
9455
9456         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
9457
9458         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
9459         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
9460
9461 #ifdef CONFIG_SMP
9462         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
9463         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
9464
9465         .rq_online              = rq_online_fair,
9466         .rq_offline             = rq_offline_fair,
9467
9468         .task_waking            = task_waking_fair,
9469         .task_dead              = task_dead_fair,
9470         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_common,
9471 #endif
9472
9473         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
9474         .task_tick              = task_tick_fair,
9475         .task_fork              = task_fork_fair,
9476
9477         .prio_changed           = prio_changed_fair,
9478         .switched_from          = switched_from_fair,
9479         .switched_to            = switched_to_fair,
9480
9481         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
9482
9483         .update_curr            = update_curr_fair,
9484
9485 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9486         .task_move_group        = task_move_group_fair,
9487 #endif
9488 };
9489
9490 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
9491 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
9492 {
9493         struct cfs_rq *cfs_rq;
9494
9495         rcu_read_lock();
9496         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
9497                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
9498         rcu_read_unlock();
9499 }
9500
9501 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
9502 void show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m)
9503 {
9504         int node;
9505         unsigned long tsf = 0, tpf = 0, gsf = 0, gpf = 0;
9506
9507         for_each_online_node(node) {
9508                 if (p->numa_faults) {
9509                         tsf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
9510                         tpf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
9511                 }
9512                 if (p->numa_group) {
9513                         gsf = p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)],
9514                         gpf = p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
9515                 }
9516                 print_numa_stats(m, node, tsf, tpf, gsf, gpf);
9517         }
9518 }
9519 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
9520 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
9521
9522 __init void init_sched_fair_class(void)
9523 {
9524 #ifdef CONFIG_SMP
9525         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
9526
9527 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9528         nohz.next_balance = jiffies;
9529         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
9530         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
9531 #endif
9532 #endif /* SMP */
9533
9534 }