UPSTREAM: sched/fair: Propagate asynchrous detach
[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_sync_hint_enable = 1;
57 unsigned int sysctl_sched_initial_task_util = 0;
58 unsigned int sysctl_sched_cstate_aware = 1;
59
60 #ifdef CONFIG_SCHED_WALT
61 unsigned int sysctl_sched_use_walt_cpu_util = 1;
62 unsigned int sysctl_sched_use_walt_task_util = 1;
63 __read_mostly unsigned int sysctl_sched_walt_cpu_high_irqload =
64     (10 * NSEC_PER_MSEC);
65 #endif
66 /*
67  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
68  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
69  *
70  * Options are:
71  * SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
72  * SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
73  * SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
74  */
75 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling
76         = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
77
78 /*
79  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
80  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
81  */
82 unsigned int sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
83 unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
84
85 /*
86  * is kept at sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity
87  */
88 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
89
90 /*
91  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
92  * parent will (try to) run first.
93  */
94 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
95
96 /*
97  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
98  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
99  *
100  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
101  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
102  * have immediate wakeup/sleep latencies.
103  */
104 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
105 unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
106
107 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost = 500000UL;
108
109 /*
110  * The exponential sliding  window over which load is averaged for shares
111  * distribution.
112  * (default: 10msec)
113  */
114 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_shares_window = 10000000UL;
115
116 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
117 /*
118  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
119  * each time a cfs_rq requests quota.
120  *
121  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
122  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
123  * we will always only issue the remaining available time.
124  *
125  * default: 5 msec, units: microseconds
126   */
127 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice = 5000UL;
128 #endif
129
130 /*
131  * The margin used when comparing utilization with CPU capacity:
132  * util * margin < capacity * 1024
133  */
134 unsigned int capacity_margin = 1280; /* ~20% */
135
136 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
137 {
138         lw->weight += inc;
139         lw->inv_weight = 0;
140 }
141
142 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
143 {
144         lw->weight -= dec;
145         lw->inv_weight = 0;
146 }
147
148 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
149 {
150         lw->weight = w;
151         lw->inv_weight = 0;
152 }
153
154 /*
155  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
156  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
157  * to users decreases. But the relationship is not linear,
158  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
159  * number of CPUs.
160  *
161  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
162  */
163 static unsigned int get_update_sysctl_factor(void)
164 {
165         unsigned int cpus = min_t(unsigned int, num_online_cpus(), 8);
166         unsigned int factor;
167
168         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
169         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
170                 factor = 1;
171                 break;
172         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
173                 factor = cpus;
174                 break;
175         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
176         default:
177                 factor = 1 + ilog2(cpus);
178                 break;
179         }
180
181         return factor;
182 }
183
184 static void update_sysctl(void)
185 {
186         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
187
188 #define SET_SYSCTL(name) \
189         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
190         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
191         SET_SYSCTL(sched_latency);
192         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
193 #undef SET_SYSCTL
194 }
195
196 void sched_init_granularity(void)
197 {
198         update_sysctl();
199 }
200
201 #define WMULT_CONST     (~0U)
202 #define WMULT_SHIFT     32
203
204 static void __update_inv_weight(struct load_weight *lw)
205 {
206         unsigned long w;
207
208         if (likely(lw->inv_weight))
209                 return;
210
211         w = scale_load_down(lw->weight);
212
213         if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
214                 lw->inv_weight = 1;
215         else if (unlikely(!w))
216                 lw->inv_weight = WMULT_CONST;
217         else
218                 lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
219 }
220
221 /*
222  * delta_exec * weight / lw.weight
223  *   OR
224  * (delta_exec * (weight * lw->inv_weight)) >> WMULT_SHIFT
225  *
226  * Either weight := NICE_0_LOAD and lw \e prio_to_wmult[], in which case
227  * we're guaranteed shift stays positive because inv_weight is guaranteed to
228  * fit 32 bits, and NICE_0_LOAD gives another 10 bits; therefore shift >= 22.
229  *
230  * Or, weight =< lw.weight (because lw.weight is the runqueue weight), thus
231  * weight/lw.weight <= 1, and therefore our shift will also be positive.
232  */
233 static u64 __calc_delta(u64 delta_exec, unsigned long weight, struct load_weight *lw)
234 {
235         u64 fact = scale_load_down(weight);
236         int shift = WMULT_SHIFT;
237
238         __update_inv_weight(lw);
239
240         if (unlikely(fact >> 32)) {
241                 while (fact >> 32) {
242                         fact >>= 1;
243                         shift--;
244                 }
245         }
246
247         /* hint to use a 32x32->64 mul */
248         fact = (u64)(u32)fact * lw->inv_weight;
249
250         while (fact >> 32) {
251                 fact >>= 1;
252                 shift--;
253         }
254
255         return mul_u64_u32_shr(delta_exec, fact, shift);
256 }
257
258
259 const struct sched_class fair_sched_class;
260
261 /**************************************************************
262  * CFS operations on generic schedulable entities:
263  */
264
265 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
266
267 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
268 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
269 {
270         return cfs_rq->rq;
271 }
272
273 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
274 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
275
276 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
277 {
278 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
279         WARN_ON_ONCE(!entity_is_task(se));
280 #endif
281         return container_of(se, struct task_struct, se);
282 }
283
284 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
285 #define for_each_sched_entity(se) \
286                 for (; se; se = se->parent)
287
288 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
289 {
290         return p->se.cfs_rq;
291 }
292
293 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
294 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
295 {
296         return se->cfs_rq;
297 }
298
299 /* runqueue "owned" by this group */
300 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
301 {
302         return grp->my_q;
303 }
304
305 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
306 {
307         if (!cfs_rq->on_list) {
308                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
309                 int cpu = cpu_of(rq);
310                 /*
311                  * Ensure we either appear before our parent (if already
312                  * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
313                  * enqueued. The fact that we always enqueue bottom-up
314                  * reduces this to two cases and a special case for the root
315                  * cfs_rq. Furthermore, it also means that we will always reset
316                  * tmp_alone_branch either when the branch is connected
317                  * to a tree or when we reach the beg of the tree
318                  */
319                 if (cfs_rq->tg->parent &&
320                     cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->on_list) {
321                         /*
322                          * If parent is already on the list, we add the child
323                          * just before. Thanks to circular linked property of
324                          * the list, this means to put the child at the tail
325                          * of the list that starts by parent.
326                          */
327                         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
328                                 &(cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->leaf_cfs_rq_list));
329                         /*
330                          * The branch is now connected to its tree so we can
331                          * reset tmp_alone_branch to the beginning of the
332                          * list.
333                          */
334                         rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
335                 } else if (!cfs_rq->tg->parent) {
336                         /*
337                          * cfs rq without parent should be put
338                          * at the tail of the list.
339                          */
340                         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
341                                 &rq->leaf_cfs_rq_list);
342                         /*
343                          * We have reach the beg of a tree so we can reset
344                          * tmp_alone_branch to the beginning of the list.
345                          */
346                         rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
347                 } else {
348                         /*
349                          * The parent has not already been added so we want to
350                          * make sure that it will be put after us.
351                          * tmp_alone_branch points to the beg of the branch
352                          * where we will add parent.
353                          */
354                         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
355                                 rq->tmp_alone_branch);
356                         /*
357                          * update tmp_alone_branch to points to the new beg
358                          * of the branch
359                          */
360                         rq->tmp_alone_branch = &cfs_rq->leaf_cfs_rq_list;
361                 }
362
363                 cfs_rq->on_list = 1;
364         }
365 }
366
367 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
368 {
369         if (cfs_rq->on_list) {
370                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
371                 cfs_rq->on_list = 0;
372         }
373 }
374
375 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
376 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
377         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
378
379 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
380 static inline struct cfs_rq *
381 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
382 {
383         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
384                 return se->cfs_rq;
385
386         return NULL;
387 }
388
389 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
390 {
391         return se->parent;
392 }
393
394 static void
395 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
396 {
397         int se_depth, pse_depth;
398
399         /*
400          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
401          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
402          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
403          * parent.
404          */
405
406         /* First walk up until both entities are at same depth */
407         se_depth = (*se)->depth;
408         pse_depth = (*pse)->depth;
409
410         while (se_depth > pse_depth) {
411                 se_depth--;
412                 *se = parent_entity(*se);
413         }
414
415         while (pse_depth > se_depth) {
416                 pse_depth--;
417                 *pse = parent_entity(*pse);
418         }
419
420         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
421                 *se = parent_entity(*se);
422                 *pse = parent_entity(*pse);
423         }
424 }
425
426 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
427
428 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
429 {
430         return container_of(se, struct task_struct, se);
431 }
432
433 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
434 {
435         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
436 }
437
438 #define entity_is_task(se)      1
439
440 #define for_each_sched_entity(se) \
441                 for (; se; se = NULL)
442
443 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
444 {
445         return &task_rq(p)->cfs;
446 }
447
448 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
449 {
450         struct task_struct *p = task_of(se);
451         struct rq *rq = task_rq(p);
452
453         return &rq->cfs;
454 }
455
456 /* runqueue "owned" by this group */
457 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
458 {
459         return NULL;
460 }
461
462 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
463 {
464 }
465
466 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
467 {
468 }
469
470 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
471                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
472
473 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
474 {
475         return NULL;
476 }
477
478 static inline void
479 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
480 {
481 }
482
483 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
484
485 static __always_inline
486 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec);
487
488 /**************************************************************
489  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
490  */
491
492 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
493 {
494         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
495         if (delta > 0)
496                 max_vruntime = vruntime;
497
498         return max_vruntime;
499 }
500
501 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
502 {
503         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
504         if (delta < 0)
505                 min_vruntime = vruntime;
506
507         return min_vruntime;
508 }
509
510 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
511                                 struct sched_entity *b)
512 {
513         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
514 }
515
516 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
517 {
518         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
519
520         if (cfs_rq->curr)
521                 vruntime = cfs_rq->curr->vruntime;
522
523         if (cfs_rq->rb_leftmost) {
524                 struct sched_entity *se = rb_entry(cfs_rq->rb_leftmost,
525                                                    struct sched_entity,
526                                                    run_node);
527
528                 if (!cfs_rq->curr)
529                         vruntime = se->vruntime;
530                 else
531                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
532         }
533
534         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
535         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
536 #ifndef CONFIG_64BIT
537         smp_wmb();
538         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
539 #endif
540 }
541
542 /*
543  * Enqueue an entity into the rb-tree:
544  */
545 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
546 {
547         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
548         struct rb_node *parent = NULL;
549         struct sched_entity *entry;
550         int leftmost = 1;
551
552         /*
553          * Find the right place in the rbtree:
554          */
555         while (*link) {
556                 parent = *link;
557                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
558                 /*
559                  * We dont care about collisions. Nodes with
560                  * the same key stay together.
561                  */
562                 if (entity_before(se, entry)) {
563                         link = &parent->rb_left;
564                 } else {
565                         link = &parent->rb_right;
566                         leftmost = 0;
567                 }
568         }
569
570         /*
571          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
572          * used):
573          */
574         if (leftmost)
575                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
576
577         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
578         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
579 }
580
581 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
582 {
583         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node) {
584                 struct rb_node *next_node;
585
586                 next_node = rb_next(&se->run_node);
587                 cfs_rq->rb_leftmost = next_node;
588         }
589
590         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
591 }
592
593 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
594 {
595         struct rb_node *left = cfs_rq->rb_leftmost;
596
597         if (!left)
598                 return NULL;
599
600         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
601 }
602
603 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
604 {
605         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
606
607         if (!next)
608                 return NULL;
609
610         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
611 }
612
613 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
614 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
615 {
616         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline);
617
618         if (!last)
619                 return NULL;
620
621         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
622 }
623
624 /**************************************************************
625  * Scheduling class statistics methods:
626  */
627
628 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
629                 void __user *buffer, size_t *lenp,
630                 loff_t *ppos)
631 {
632         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
633         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
634
635         if (ret || !write)
636                 return ret;
637
638         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
639                                         sysctl_sched_min_granularity);
640
641 #define WRT_SYSCTL(name) \
642         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
643         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
644         WRT_SYSCTL(sched_latency);
645         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
646 #undef WRT_SYSCTL
647
648         return 0;
649 }
650 #endif
651
652 /*
653  * delta /= w
654  */
655 static inline u64 calc_delta_fair(u64 delta, struct sched_entity *se)
656 {
657         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
658                 delta = __calc_delta(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
659
660         return delta;
661 }
662
663 /*
664  * The idea is to set a period in which each task runs once.
665  *
666  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
667  * this period because otherwise the slices get too small.
668  *
669  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
670  */
671 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
672 {
673         if (unlikely(nr_running > sched_nr_latency))
674                 return nr_running * sysctl_sched_min_granularity;
675         else
676                 return sysctl_sched_latency;
677 }
678
679 /*
680  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
681  * proportional to the weight.
682  *
683  * s = p*P[w/rw]
684  */
685 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
686 {
687         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
688
689         for_each_sched_entity(se) {
690                 struct load_weight *load;
691                 struct load_weight lw;
692
693                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
694                 load = &cfs_rq->load;
695
696                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
697                         lw = cfs_rq->load;
698
699                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
700                         load = &lw;
701                 }
702                 slice = __calc_delta(slice, se->load.weight, load);
703         }
704         return slice;
705 }
706
707 /*
708  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
709  *
710  * vs = s/w
711  */
712 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
713 {
714         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
715 }
716
717 #ifdef CONFIG_SMP
718 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev_cpu, int cpu);
719 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
720
721 /*
722  * We choose a half-life close to 1 scheduling period.
723  * Note: The tables runnable_avg_yN_inv and runnable_avg_yN_sum are
724  * dependent on this value.
725  */
726 #define LOAD_AVG_PERIOD 32
727 #define LOAD_AVG_MAX 47742 /* maximum possible load avg */
728 #define LOAD_AVG_MAX_N 345 /* number of full periods to produce LOAD_AVG_MAX */
729
730 /* Give new sched_entity start runnable values to heavy its load in infant time */
731 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
732 {
733         struct sched_avg *sa = &se->avg;
734
735         sa->last_update_time = 0;
736         /*
737          * sched_avg's period_contrib should be strictly less then 1024, so
738          * we give it 1023 to make sure it is almost a period (1024us), and
739          * will definitely be update (after enqueue).
740          */
741         sa->period_contrib = 1023;
742         sa->load_avg = scale_load_down(se->load.weight);
743         sa->load_sum = sa->load_avg * LOAD_AVG_MAX;
744         /*
745          * In previous Android versions, we used to have:
746          *      sa->util_avg =  sched_freq() ?
747          *              sysctl_sched_initial_task_util :
748          *              scale_load_down(SCHED_LOAD_SCALE);
749          *      sa->util_sum = sa->util_avg * LOAD_AVG_MAX;
750          * However, that functionality has been moved to enqueue.
751          * It is unclear if we should restore this in enqueue.
752          */
753         /*
754          * At this point, util_avg won't be used in select_task_rq_fair anyway
755          */
756         sa->util_avg = 0;
757         sa->util_sum = 0;
758         /* when this task enqueue'ed, it will contribute to its cfs_rq's load_avg */
759 }
760
761 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
762 static void attach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se);
763
764 /*
765  * With new tasks being created, their initial util_avgs are extrapolated
766  * based on the cfs_rq's current util_avg:
767  *
768  *   util_avg = cfs_rq->util_avg / (cfs_rq->load_avg + 1) * se.load.weight
769  *
770  * However, in many cases, the above util_avg does not give a desired
771  * value. Moreover, the sum of the util_avgs may be divergent, such
772  * as when the series is a harmonic series.
773  *
774  * To solve this problem, we also cap the util_avg of successive tasks to
775  * only 1/2 of the left utilization budget:
776  *
777  *   util_avg_cap = (1024 - cfs_rq->avg.util_avg) / 2^n
778  *
779  * where n denotes the nth task.
780  *
781  * For example, a simplest series from the beginning would be like:
782  *
783  *  task  util_avg: 512, 256, 128,  64,  32,   16,    8, ...
784  * cfs_rq util_avg: 512, 768, 896, 960, 992, 1008, 1016, ...
785  *
786  * Finally, that extrapolated util_avg is clamped to the cap (util_avg_cap)
787  * if util_avg > util_avg_cap.
788  */
789 void post_init_entity_util_avg(struct sched_entity *se)
790 {
791         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
792         struct sched_avg *sa = &se->avg;
793         long cap = (long)(SCHED_CAPACITY_SCALE - cfs_rq->avg.util_avg) / 2;
794
795         if (cap > 0) {
796                 if (cfs_rq->avg.util_avg != 0) {
797                         sa->util_avg  = cfs_rq->avg.util_avg * se->load.weight;
798                         sa->util_avg /= (cfs_rq->avg.load_avg + 1);
799
800                         if (sa->util_avg > cap)
801                                 sa->util_avg = cap;
802                 } else {
803                         sa->util_avg = cap;
804                 }
805                 /*
806                  * If we wish to restore tuning via setting initial util,
807                  * this is where we should do it.
808                  */
809                 sa->util_sum = sa->util_avg * LOAD_AVG_MAX;
810         }
811
812         if (entity_is_task(se)) {
813                 struct task_struct *p = task_of(se);
814                 if (p->sched_class != &fair_sched_class) {
815                         /*
816                          * For !fair tasks do:
817                          *
818                         update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq, false);
819                         attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
820                         switched_from_fair(rq, p);
821                          *
822                          * such that the next switched_to_fair() has the
823                          * expected state.
824                          */
825                         se->avg.last_update_time = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
826                         return;
827                 }
828         }
829
830         attach_entity_cfs_rq(se);
831 }
832
833 static inline unsigned long cfs_rq_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq);
834 static inline unsigned long cfs_rq_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq);
835 #else
836 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
837 {
838 }
839 void post_init_entity_util_avg(struct sched_entity *se)
840 {
841 }
842 static void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force)
843 {
844 }
845 #endif /* CONFIG_SMP */
846
847 /*
848  * Update the current task's runtime statistics.
849  */
850 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
851 {
852         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
853         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
854         u64 delta_exec;
855
856         if (unlikely(!curr))
857                 return;
858
859         delta_exec = now - curr->exec_start;
860         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
861                 return;
862
863         curr->exec_start = now;
864
865         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
866                       max(delta_exec, curr->statistics.exec_max));
867
868         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
869         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
870
871         curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
872         update_min_vruntime(cfs_rq);
873
874         if (entity_is_task(curr)) {
875                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
876
877                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
878                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
879                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
880         }
881
882         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
883 }
884
885 static void update_curr_fair(struct rq *rq)
886 {
887         update_curr(cfs_rq_of(&rq->curr->se));
888 }
889
890 static inline void
891 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
892 {
893         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
894 }
895
896 /*
897  * Task is being enqueued - update stats:
898  */
899 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
900 {
901         /*
902          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
903          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
904          */
905         if (se != cfs_rq->curr)
906                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
907 }
908
909 static void
910 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
911 {
912         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
913                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start));
914         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
915         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
916                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
917 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
918         if (entity_is_task(se)) {
919                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
920                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
921         }
922 #endif
923         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
924 }
925
926 static inline void
927 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
928 {
929         /*
930          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
931          * waiting task:
932          */
933         if (se != cfs_rq->curr)
934                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
935 }
936
937 /*
938  * We are picking a new current task - update its stats:
939  */
940 static inline void
941 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
942 {
943         /*
944          * We are starting a new run period:
945          */
946         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
947 }
948
949 /**************************************************
950  * Scheduling class queueing methods:
951  */
952
953 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
954 /*
955  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
956  * calculated based on the tasks virtual memory size and
957  * numa_balancing_scan_size.
958  */
959 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
960 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
961
962 /* Portion of address space to scan in MB */
963 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
964
965 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
966 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
967
968 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
969 {
970         unsigned long rss = 0;
971         unsigned long nr_scan_pages;
972
973         /*
974          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
975          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
976          * on resident pages
977          */
978         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
979         rss = get_mm_rss(p->mm);
980         if (!rss)
981                 rss = nr_scan_pages;
982
983         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
984         return rss / nr_scan_pages;
985 }
986
987 /* For sanitys sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
988 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
989
990 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
991 {
992         unsigned int scan_size = READ_ONCE(sysctl_numa_balancing_scan_size);
993         unsigned int scan, floor;
994         unsigned int windows = 1;
995
996         if (scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
997                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / scan_size;
998         floor = 1000 / windows;
999
1000         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
1001         return max_t(unsigned int, floor, scan);
1002 }
1003
1004 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
1005 {
1006         unsigned int smin = task_scan_min(p);
1007         unsigned int smax;
1008
1009         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
1010         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
1011         return max(smin, smax);
1012 }
1013
1014 static void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1015 {
1016         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != -1);
1017         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1018 }
1019
1020 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1021 {
1022         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != -1);
1023         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1024 }
1025
1026 struct numa_group {
1027         atomic_t refcount;
1028
1029         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
1030         int nr_tasks;
1031         pid_t gid;
1032
1033         struct rcu_head rcu;
1034         nodemask_t active_nodes;
1035         unsigned long total_faults;
1036         /*
1037          * Faults_cpu is used to decide whether memory should move
1038          * towards the CPU. As a consequence, these stats are weighted
1039          * more by CPU use than by memory faults.
1040          */
1041         unsigned long *faults_cpu;
1042         unsigned long faults[0];
1043 };
1044
1045 /* Shared or private faults. */
1046 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES 2
1047
1048 /* Memory and CPU locality */
1049 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS (NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * 2)
1050
1051 /* Averaged statistics, and temporary buffers. */
1052 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS (NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * 2)
1053
1054 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
1055 {
1056         return p->numa_group ? p->numa_group->gid : 0;
1057 }
1058
1059 /*
1060  * The averaged statistics, shared & private, memory & cpu,
1061  * occupy the first half of the array. The second half of the
1062  * array is for current counters, which are averaged into the
1063  * first set by task_numa_placement.
1064  */
1065 static inline int task_faults_idx(enum numa_faults_stats s, int nid, int priv)
1066 {
1067         return NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * (s * nr_node_ids + nid) + priv;
1068 }
1069
1070 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
1071 {
1072         if (!p->numa_faults)
1073                 return 0;
1074
1075         return p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1076                 p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1077 }
1078
1079 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
1080 {
1081         if (!p->numa_group)
1082                 return 0;
1083
1084         return p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1085                 p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1086 }
1087
1088 static inline unsigned long group_faults_cpu(struct numa_group *group, int nid)
1089 {
1090         return group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1091                 group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1092 }
1093
1094 /* Handle placement on systems where not all nodes are directly connected. */
1095 static unsigned long score_nearby_nodes(struct task_struct *p, int nid,
1096                                         int maxdist, bool task)
1097 {
1098         unsigned long score = 0;
1099         int node;
1100
1101         /*
1102          * All nodes are directly connected, and the same distance
1103          * from each other. No need for fancy placement algorithms.
1104          */
1105         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
1106                 return 0;
1107
1108         /*
1109          * This code is called for each node, introducing N^2 complexity,
1110          * which should be ok given the number of nodes rarely exceeds 8.
1111          */
1112         for_each_online_node(node) {
1113                 unsigned long faults;
1114                 int dist = node_distance(nid, node);
1115
1116                 /*
1117                  * The furthest away nodes in the system are not interesting
1118                  * for placement; nid was already counted.
1119                  */
1120                 if (dist == sched_max_numa_distance || node == nid)
1121                         continue;
1122
1123                 /*
1124                  * On systems with a backplane NUMA topology, compare groups
1125                  * of nodes, and move tasks towards the group with the most
1126                  * memory accesses. When comparing two nodes at distance
1127                  * "hoplimit", only nodes closer by than "hoplimit" are part
1128                  * of each group. Skip other nodes.
1129                  */
1130                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1131                                         dist > maxdist)
1132                         continue;
1133
1134                 /* Add up the faults from nearby nodes. */
1135                 if (task)
1136                         faults = task_faults(p, node);
1137                 else
1138                         faults = group_faults(p, node);
1139
1140                 /*
1141                  * On systems with a glueless mesh NUMA topology, there are
1142                  * no fixed "groups of nodes". Instead, nodes that are not
1143                  * directly connected bounce traffic through intermediate
1144                  * nodes; a numa_group can occupy any set of nodes.
1145                  * The further away a node is, the less the faults count.
1146                  * This seems to result in good task placement.
1147                  */
1148                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1149                         faults *= (sched_max_numa_distance - dist);
1150                         faults /= (sched_max_numa_distance - LOCAL_DISTANCE);
1151                 }
1152
1153                 score += faults;
1154         }
1155
1156         return score;
1157 }
1158
1159 /*
1160  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
1161  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
1162  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
1163  * evenly spread out between numa nodes.
1164  */
1165 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid,
1166                                         int dist)
1167 {
1168         unsigned long faults, total_faults;
1169
1170         if (!p->numa_faults)
1171                 return 0;
1172
1173         total_faults = p->total_numa_faults;
1174
1175         if (!total_faults)
1176                 return 0;
1177
1178         faults = task_faults(p, nid);
1179         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, true);
1180
1181         return 1000 * faults / total_faults;
1182 }
1183
1184 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid,
1185                                          int dist)
1186 {
1187         unsigned long faults, total_faults;
1188
1189         if (!p->numa_group)
1190                 return 0;
1191
1192         total_faults = p->numa_group->total_faults;
1193
1194         if (!total_faults)
1195                 return 0;
1196
1197         faults = group_faults(p, nid);
1198         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, false);
1199
1200         return 1000 * faults / total_faults;
1201 }
1202
1203 bool should_numa_migrate_memory(struct task_struct *p, struct page * page,
1204                                 int src_nid, int dst_cpu)
1205 {
1206         struct numa_group *ng = p->numa_group;
1207         int dst_nid = cpu_to_node(dst_cpu);
1208         int last_cpupid, this_cpupid;
1209
1210         this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(dst_cpu, current->pid);
1211
1212         /*
1213          * Multi-stage node selection is used in conjunction with a periodic
1214          * migration fault to build a temporal task<->page relation. By using
1215          * a two-stage filter we remove short/unlikely relations.
1216          *
1217          * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist probability, we can equate
1218          * a task's usage of a particular page (n_p) per total usage of this
1219          * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
1220          *
1221          * Our periodic faults will sample this probability and getting the
1222          * same result twice in a row, given these samples are fully
1223          * independent, is then given by P(n)^2, provided our sample period
1224          * is sufficiently short compared to the usage pattern.
1225          *
1226          * This quadric squishes small probabilities, making it less likely we
1227          * act on an unlikely task<->page relation.
1228          */
1229         last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
1230         if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) &&
1231                                 cpupid_to_nid(last_cpupid) != dst_nid)
1232                 return false;
1233
1234         /* Always allow migrate on private faults */
1235         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
1236                 return true;
1237
1238         /* A shared fault, but p->numa_group has not been set up yet. */
1239         if (!ng)
1240                 return true;
1241
1242         /*
1243          * Do not migrate if the destination is not a node that
1244          * is actively used by this numa group.
1245          */
1246         if (!node_isset(dst_nid, ng->active_nodes))
1247                 return false;
1248
1249         /*
1250          * Source is a node that is not actively used by this
1251          * numa group, while the destination is. Migrate.
1252          */
1253         if (!node_isset(src_nid, ng->active_nodes))
1254                 return true;
1255
1256         /*
1257          * Both source and destination are nodes in active
1258          * use by this numa group. Maximize memory bandwidth
1259          * by migrating from more heavily used groups, to less
1260          * heavily used ones, spreading the load around.
1261          * Use a 1/4 hysteresis to avoid spurious page movement.
1262          */
1263         return group_faults(p, dst_nid) < (group_faults(p, src_nid) * 3 / 4);
1264 }
1265
1266 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu);
1267 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
1268 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
1269 static unsigned long capacity_of(int cpu);
1270 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg);
1271
1272 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
1273 struct numa_stats {
1274         unsigned long nr_running;
1275         unsigned long load;
1276
1277         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
1278         unsigned long compute_capacity;
1279
1280         /* Approximate capacity in terms of runnable tasks on a node */
1281         unsigned long task_capacity;
1282         int has_free_capacity;
1283 };
1284
1285 /*
1286  * XXX borrowed from update_sg_lb_stats
1287  */
1288 static void update_numa_stats(struct numa_stats *ns, int nid)
1289 {
1290         int smt, cpu, cpus = 0;
1291         unsigned long capacity;
1292
1293         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1294         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1295                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1296
1297                 ns->nr_running += rq->nr_running;
1298                 ns->load += weighted_cpuload(cpu);
1299                 ns->compute_capacity += capacity_of(cpu);
1300
1301                 cpus++;
1302         }
1303
1304         /*
1305          * If we raced with hotplug and there are no CPUs left in our mask
1306          * the @ns structure is NULL'ed and task_numa_compare() will
1307          * not find this node attractive.
1308          *
1309          * We'll either bail at !has_free_capacity, or we'll detect a huge
1310          * imbalance and bail there.
1311          */
1312         if (!cpus)
1313                 return;
1314
1315         /* smt := ceil(cpus / capacity), assumes: 1 < smt_power < 2 */
1316         smt = DIV_ROUND_UP(SCHED_CAPACITY_SCALE * cpus, ns->compute_capacity);
1317         capacity = cpus / smt; /* cores */
1318
1319         ns->task_capacity = min_t(unsigned, capacity,
1320                 DIV_ROUND_CLOSEST(ns->compute_capacity, SCHED_CAPACITY_SCALE));
1321         ns->has_free_capacity = (ns->nr_running < ns->task_capacity);
1322 }
1323
1324 struct task_numa_env {
1325         struct task_struct *p;
1326
1327         int src_cpu, src_nid;
1328         int dst_cpu, dst_nid;
1329
1330         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1331
1332         int imbalance_pct;
1333         int dist;
1334
1335         struct task_struct *best_task;
1336         long best_imp;
1337         int best_cpu;
1338 };
1339
1340 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1341                              struct task_struct *p, long imp)
1342 {
1343         if (env->best_task)
1344                 put_task_struct(env->best_task);
1345
1346         env->best_task = p;
1347         env->best_imp = imp;
1348         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1349 }
1350
1351 static bool load_too_imbalanced(long src_load, long dst_load,
1352                                 struct task_numa_env *env)
1353 {
1354         long imb, old_imb;
1355         long orig_src_load, orig_dst_load;
1356         long src_capacity, dst_capacity;
1357
1358         /*
1359          * The load is corrected for the CPU capacity available on each node.
1360          *
1361          * src_load        dst_load
1362          * ------------ vs ---------
1363          * src_capacity    dst_capacity
1364          */
1365         src_capacity = env->src_stats.compute_capacity;
1366         dst_capacity = env->dst_stats.compute_capacity;
1367
1368         /* We care about the slope of the imbalance, not the direction. */
1369         if (dst_load < src_load)
1370                 swap(dst_load, src_load);
1371
1372         /* Is the difference below the threshold? */
1373         imb = dst_load * src_capacity * 100 -
1374               src_load * dst_capacity * env->imbalance_pct;
1375         if (imb <= 0)
1376                 return false;
1377
1378         /*
1379          * The imbalance is above the allowed threshold.
1380          * Compare it with the old imbalance.
1381          */
1382         orig_src_load = env->src_stats.load;
1383         orig_dst_load = env->dst_stats.load;
1384
1385         if (orig_dst_load < orig_src_load)
1386                 swap(orig_dst_load, orig_src_load);
1387
1388         old_imb = orig_dst_load * src_capacity * 100 -
1389                   orig_src_load * dst_capacity * env->imbalance_pct;
1390
1391         /* Would this change make things worse? */
1392         return (imb > old_imb);
1393 }
1394
1395 /*
1396  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1397  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1398  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1399  * be exchanged with the source task
1400  */
1401 static void task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1402                               long taskimp, long groupimp)
1403 {
1404         struct rq *src_rq = cpu_rq(env->src_cpu);
1405         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1406         struct task_struct *cur;
1407         long src_load, dst_load;
1408         long load;
1409         long imp = env->p->numa_group ? groupimp : taskimp;
1410         long moveimp = imp;
1411         int dist = env->dist;
1412         bool assigned = false;
1413
1414         rcu_read_lock();
1415
1416         raw_spin_lock_irq(&dst_rq->lock);
1417         cur = dst_rq->curr;
1418         /*
1419          * No need to move the exiting task or idle task.
1420          */
1421         if ((cur->flags & PF_EXITING) || is_idle_task(cur))
1422                 cur = NULL;
1423         else {
1424                 /*
1425                  * The task_struct must be protected here to protect the
1426                  * p->numa_faults access in the task_weight since the
1427                  * numa_faults could already be freed in the following path:
1428                  * finish_task_switch()
1429                  *     --> put_task_struct()
1430                  *         --> __put_task_struct()
1431                  *             --> task_numa_free()
1432                  */
1433                 get_task_struct(cur);
1434         }
1435
1436         raw_spin_unlock_irq(&dst_rq->lock);
1437
1438         /*
1439          * Because we have preemption enabled we can get migrated around and
1440          * end try selecting ourselves (current == env->p) as a swap candidate.
1441          */
1442         if (cur == env->p)
1443                 goto unlock;
1444
1445         /*
1446          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1447          * source and destination node. Calculate the total differential for
1448          * the source task and potential destination task. The more negative
1449          * the value is, the more rmeote accesses that would be expected to
1450          * be incurred if the tasks were swapped.
1451          */
1452         if (cur) {
1453                 /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu */
1454                 if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, tsk_cpus_allowed(cur)))
1455                         goto unlock;
1456
1457                 /*
1458                  * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1459                  * in any group then look only at task weights.
1460                  */
1461                 if (cur->numa_group == env->p->numa_group) {
1462                         imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1463                               task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1464                         /*
1465                          * Add some hysteresis to prevent swapping the
1466                          * tasks within a group over tiny differences.
1467                          */
1468                         if (cur->numa_group)
1469                                 imp -= imp/16;
1470                 } else {
1471                         /*
1472                          * Compare the group weights. If a task is all by
1473                          * itself (not part of a group), use the task weight
1474                          * instead.
1475                          */
1476                         if (cur->numa_group)
1477                                 imp += group_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1478                                        group_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1479                         else
1480                                 imp += task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1481                                        task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1482                 }
1483         }
1484
1485         if (imp <= env->best_imp && moveimp <= env->best_imp)
1486                 goto unlock;
1487
1488         if (!cur) {
1489                 /* Is there capacity at our destination? */
1490                 if (env->src_stats.nr_running <= env->src_stats.task_capacity &&
1491                     !env->dst_stats.has_free_capacity)
1492                         goto unlock;
1493
1494                 goto balance;
1495         }
1496
1497         /* Balance doesn't matter much if we're running a task per cpu */
1498         if (imp > env->best_imp && src_rq->nr_running == 1 &&
1499                         dst_rq->nr_running == 1)
1500                 goto assign;
1501
1502         /*
1503          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1504          */
1505 balance:
1506         load = task_h_load(env->p);
1507         dst_load = env->dst_stats.load + load;
1508         src_load = env->src_stats.load - load;
1509
1510         if (moveimp > imp && moveimp > env->best_imp) {
1511                 /*
1512                  * If the improvement from just moving env->p direction is
1513                  * better than swapping tasks around, check if a move is
1514                  * possible. Store a slightly smaller score than moveimp,
1515                  * so an actually idle CPU will win.
1516                  */
1517                 if (!load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env)) {
1518                         imp = moveimp - 1;
1519                         put_task_struct(cur);
1520                         cur = NULL;
1521                         goto assign;
1522                 }
1523         }
1524
1525         if (imp <= env->best_imp)
1526                 goto unlock;
1527
1528         if (cur) {
1529                 load = task_h_load(cur);
1530                 dst_load -= load;
1531                 src_load += load;
1532         }
1533
1534         if (load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env))
1535                 goto unlock;
1536
1537         /*
1538          * One idle CPU per node is evaluated for a task numa move.
1539          * Call select_idle_sibling to maybe find a better one.
1540          */
1541         if (!cur)
1542                 env->dst_cpu = select_idle_sibling(env->p, env->src_cpu,
1543                                                    env->dst_cpu);
1544
1545 assign:
1546         assigned = true;
1547         task_numa_assign(env, cur, imp);
1548 unlock:
1549         rcu_read_unlock();
1550         /*
1551          * The dst_rq->curr isn't assigned. The protection for task_struct is
1552          * finished.
1553          */
1554         if (cur && !assigned)
1555                 put_task_struct(cur);
1556 }
1557
1558 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1559                                 long taskimp, long groupimp)
1560 {
1561         int cpu;
1562
1563         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1564                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1565                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(env->p)))
1566                         continue;
1567
1568                 env->dst_cpu = cpu;
1569                 task_numa_compare(env, taskimp, groupimp);
1570         }
1571 }
1572
1573 /* Only move tasks to a NUMA node less busy than the current node. */
1574 static bool numa_has_capacity(struct task_numa_env *env)
1575 {
1576         struct numa_stats *src = &env->src_stats;
1577         struct numa_stats *dst = &env->dst_stats;
1578
1579         if (src->has_free_capacity && !dst->has_free_capacity)
1580                 return false;
1581
1582         /*
1583          * Only consider a task move if the source has a higher load
1584          * than the destination, corrected for CPU capacity on each node.
1585          *
1586          *      src->load                dst->load
1587          * --------------------- vs ---------------------
1588          * src->compute_capacity    dst->compute_capacity
1589          */
1590         if (src->load * dst->compute_capacity * env->imbalance_pct >
1591
1592             dst->load * src->compute_capacity * 100)
1593                 return true;
1594
1595         return false;
1596 }
1597
1598 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1599 {
1600         struct task_numa_env env = {
1601                 .p = p,
1602
1603                 .src_cpu = task_cpu(p),
1604                 .src_nid = task_node(p),
1605
1606                 .imbalance_pct = 112,
1607
1608                 .best_task = NULL,
1609                 .best_imp = 0,
1610                 .best_cpu = -1
1611         };
1612         struct sched_domain *sd;
1613         unsigned long taskweight, groupweight;
1614         int nid, ret, dist;
1615         long taskimp, groupimp;
1616
1617         /*
1618          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1619          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1620          *
1621          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1622          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1623          * to satisfy here.
1624          */
1625         rcu_read_lock();
1626         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1627         if (sd)
1628                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1629         rcu_read_unlock();
1630
1631         /*
1632          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
1633          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
1634          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
1635          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
1636          */
1637         if (unlikely(!sd)) {
1638                 p->numa_preferred_nid = task_node(p);
1639                 return -EINVAL;
1640         }
1641
1642         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
1643         dist = env.dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1644         taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1645         groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1646         update_numa_stats(&env.src_stats, env.src_nid);
1647         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid, dist) - taskweight;
1648         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid, dist) - groupweight;
1649         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1650
1651         /* Try to find a spot on the preferred nid. */
1652         if (numa_has_capacity(&env))
1653                 task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1654
1655         /*
1656          * Look at other nodes in these cases:
1657          * - there is no space available on the preferred_nid
1658          * - the task is part of a numa_group that is interleaved across
1659          *   multiple NUMA nodes; in order to better consolidate the group,
1660          *   we need to check other locations.
1661          */
1662         if (env.best_cpu == -1 || (p->numa_group &&
1663                         nodes_weight(p->numa_group->active_nodes) > 1)) {
1664                 for_each_online_node(nid) {
1665                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
1666                                 continue;
1667
1668                         dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1669                         if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1670                                                 dist != env.dist) {
1671                                 taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1672                                 groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1673                         }
1674
1675                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
1676                         taskimp = task_weight(p, nid, dist) - taskweight;
1677                         groupimp = group_weight(p, nid, dist) - groupweight;
1678                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
1679                                 continue;
1680
1681                         env.dist = dist;
1682                         env.dst_nid = nid;
1683                         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1684                         if (numa_has_capacity(&env))
1685                                 task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1686                 }
1687         }
1688
1689         /*
1690          * If the task is part of a workload that spans multiple NUMA nodes,
1691          * and is migrating into one of the workload's active nodes, remember
1692          * this node as the task's preferred numa node, so the workload can
1693          * settle down.
1694          * A task that migrated to a second choice node will be better off
1695          * trying for a better one later. Do not set the preferred node here.
1696          */
1697         if (p->numa_group) {
1698                 if (env.best_cpu == -1)
1699                         nid = env.src_nid;
1700                 else
1701                         nid = env.dst_nid;
1702
1703                 if (node_isset(nid, p->numa_group->active_nodes))
1704                         sched_setnuma(p, env.dst_nid);
1705         }
1706
1707         /* No better CPU than the current one was found. */
1708         if (env.best_cpu == -1)
1709                 return -EAGAIN;
1710
1711         /*
1712          * Reset the scan period if the task is being rescheduled on an
1713          * alternative node to recheck if the tasks is now properly placed.
1714          */
1715         p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1716
1717         if (env.best_task == NULL) {
1718                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
1719                 if (ret != 0)
1720                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_cpu);
1721                 return ret;
1722         }
1723
1724         ret = migrate_swap(p, env.best_task);
1725         if (ret != 0)
1726                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, task_cpu(env.best_task));
1727         put_task_struct(env.best_task);
1728         return ret;
1729 }
1730
1731 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
1732 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
1733 {
1734         unsigned long interval = HZ;
1735
1736         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
1737         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == -1 || !p->numa_faults))
1738                 return;
1739
1740         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
1741         interval = min(interval, msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period) / 16);
1742         p->numa_migrate_retry = jiffies + interval;
1743
1744         /* Success if task is already running on preferred CPU */
1745         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
1746                 return;
1747
1748         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
1749         task_numa_migrate(p);
1750 }
1751
1752 /*
1753  * Find the nodes on which the workload is actively running. We do this by
1754  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
1755  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
1756  * located.
1757  *
1758  * The bitmask is used to make smarter decisions on when to do NUMA page
1759  * migrations, To prevent flip-flopping, and excessive page migrations, nodes
1760  * are added when they cause over 6/16 of the maximum number of faults, but
1761  * only removed when they drop below 3/16.
1762  */
1763 static void update_numa_active_node_mask(struct numa_group *numa_group)
1764 {
1765         unsigned long faults, max_faults = 0;
1766         int nid;
1767
1768         for_each_online_node(nid) {
1769                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1770                 if (faults > max_faults)
1771                         max_faults = faults;
1772         }
1773
1774         for_each_online_node(nid) {
1775                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1776                 if (!node_isset(nid, numa_group->active_nodes)) {
1777                         if (faults > max_faults * 6 / 16)
1778                                 node_set(nid, numa_group->active_nodes);
1779                 } else if (faults < max_faults * 3 / 16)
1780                         node_clear(nid, numa_group->active_nodes);
1781         }
1782 }
1783
1784 /*
1785  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
1786  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
1787  * period will be for the next scan window. If local/(local+remote) ratio is
1788  * below NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS)
1789  * the scan period will decrease. Aim for 70% local accesses.
1790  */
1791 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
1792 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 7
1793
1794 /*
1795  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
1796  * our memory is already on our local node, or if the majority of
1797  * the page accesses are shared with other processes.
1798  * Otherwise, decrease the scan period.
1799  */
1800 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
1801                         unsigned long shared, unsigned long private)
1802 {
1803         unsigned int period_slot;
1804         int ratio;
1805         int diff;
1806
1807         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
1808         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
1809
1810         /*
1811          * If there were no record hinting faults then either the task is
1812          * completely idle or all activity is areas that are not of interest
1813          * to automatic numa balancing. Related to that, if there were failed
1814          * migration then it implies we are migrating too quickly or the local
1815          * node is overloaded. In either case, scan slower
1816          */
1817         if (local + shared == 0 || p->numa_faults_locality[2]) {
1818                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1819                         p->numa_scan_period << 1);
1820
1821                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
1822                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1823
1824                 return;
1825         }
1826
1827         /*
1828          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
1829          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
1830          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
1831          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
1832          */
1833         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
1834         ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
1835         if (ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
1836                 int slot = ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
1837                 if (!slot)
1838                         slot = 1;
1839                 diff = slot * period_slot;
1840         } else {
1841                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
1842
1843                 /*
1844                  * Scale scan rate increases based on sharing. There is an
1845                  * inverse relationship between the degree of sharing and
1846                  * the adjustment made to the scanning period. Broadly
1847                  * speaking the intent is that there is little point
1848                  * scanning faster if shared accesses dominate as it may
1849                  * simply bounce migrations uselessly
1850                  */
1851                 ratio = DIV_ROUND_UP(private * NUMA_PERIOD_SLOTS, (private + shared + 1));
1852                 diff = (diff * ratio) / NUMA_PERIOD_SLOTS;
1853         }
1854
1855         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
1856                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
1857         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
1858 }
1859
1860 /*
1861  * Get the fraction of time the task has been running since the last
1862  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
1863  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
1864  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
1865  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
1866  */
1867 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
1868 {
1869         u64 runtime, delta, now;
1870         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
1871         now = p->se.exec_start;
1872         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1873
1874         if (p->last_task_numa_placement) {
1875                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
1876                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
1877         } else {
1878                 delta = p->se.avg.load_sum / p->se.load.weight;
1879                 *period = LOAD_AVG_MAX;
1880         }
1881
1882         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
1883         p->last_task_numa_placement = now;
1884
1885         return delta;
1886 }
1887
1888 /*
1889  * Determine the preferred nid for a task in a numa_group. This needs to
1890  * be done in a way that produces consistent results with group_weight,
1891  * otherwise workloads might not converge.
1892  */
1893 static int preferred_group_nid(struct task_struct *p, int nid)
1894 {
1895         nodemask_t nodes;
1896         int dist;
1897
1898         /* Direct connections between all NUMA nodes. */
1899         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
1900                 return nid;
1901
1902         /*
1903          * On a system with glueless mesh NUMA topology, group_weight
1904          * scores nodes according to the number of NUMA hinting faults on
1905          * both the node itself, and on nearby nodes.
1906          */
1907         if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1908                 unsigned long score, max_score = 0;
1909                 int node, max_node = nid;
1910
1911                 dist = sched_max_numa_distance;
1912
1913                 for_each_online_node(node) {
1914                         score = group_weight(p, node, dist);
1915                         if (score > max_score) {
1916                                 max_score = score;
1917                                 max_node = node;
1918                         }
1919                 }
1920                 return max_node;
1921         }
1922
1923         /*
1924          * Finding the preferred nid in a system with NUMA backplane
1925          * interconnect topology is more involved. The goal is to locate
1926          * tasks from numa_groups near each other in the system, and
1927          * untangle workloads from different sides of the system. This requires
1928          * searching down the hierarchy of node groups, recursively searching
1929          * inside the highest scoring group of nodes. The nodemask tricks
1930          * keep the complexity of the search down.
1931          */
1932         nodes = node_online_map;
1933         for (dist = sched_max_numa_distance; dist > LOCAL_DISTANCE; dist--) {
1934                 unsigned long max_faults = 0;
1935                 nodemask_t max_group = NODE_MASK_NONE;
1936                 int a, b;
1937
1938                 /* Are there nodes at this distance from each other? */
1939                 if (!find_numa_distance(dist))
1940                         continue;
1941
1942                 for_each_node_mask(a, nodes) {
1943                         unsigned long faults = 0;
1944                         nodemask_t this_group;
1945                         nodes_clear(this_group);
1946
1947                         /* Sum group's NUMA faults; includes a==b case. */
1948                         for_each_node_mask(b, nodes) {
1949                                 if (node_distance(a, b) < dist) {
1950                                         faults += group_faults(p, b);
1951                                         node_set(b, this_group);
1952                                         node_clear(b, nodes);
1953                                 }
1954                         }
1955
1956                         /* Remember the top group. */
1957                         if (faults > max_faults) {
1958                                 max_faults = faults;
1959                                 max_group = this_group;
1960                                 /*
1961                                  * subtle: at the smallest distance there is
1962                                  * just one node left in each "group", the
1963                                  * winner is the preferred nid.
1964                                  */
1965                                 nid = a;
1966                         }
1967                 }
1968                 /* Next round, evaluate the nodes within max_group. */
1969                 if (!max_faults)
1970                         break;
1971                 nodes = max_group;
1972         }
1973         return nid;
1974 }
1975
1976 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
1977 {
1978         int seq, nid, max_nid = -1, max_group_nid = -1;
1979         unsigned long max_faults = 0, max_group_faults = 0;
1980         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
1981         unsigned long total_faults;
1982         u64 runtime, period;
1983         spinlock_t *group_lock = NULL;
1984
1985         /*
1986          * The p->mm->numa_scan_seq field gets updated without
1987          * exclusive access. Use READ_ONCE() here to ensure
1988          * that the field is read in a single access:
1989          */
1990         seq = READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
1991         if (p->numa_scan_seq == seq)
1992                 return;
1993         p->numa_scan_seq = seq;
1994         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1995
1996         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
1997                        p->numa_faults_locality[1];
1998         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
1999
2000         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
2001         if (p->numa_group) {
2002                 group_lock = &p->numa_group->lock;
2003                 spin_lock_irq(group_lock);
2004         }
2005
2006         /* Find the node with the highest number of faults */
2007         for_each_online_node(nid) {
2008                 /* Keep track of the offsets in numa_faults array */
2009                 int mem_idx, membuf_idx, cpu_idx, cpubuf_idx;
2010                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
2011                 int priv;
2012
2013                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
2014                         long diff, f_diff, f_weight;
2015
2016                         mem_idx = task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, priv);
2017                         membuf_idx = task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, nid, priv);
2018                         cpu_idx = task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, priv);
2019                         cpubuf_idx = task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, nid, priv);
2020
2021                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
2022                         diff = p->numa_faults[membuf_idx] - p->numa_faults[mem_idx] / 2;
2023                         fault_types[priv] += p->numa_faults[membuf_idx];
2024                         p->numa_faults[membuf_idx] = 0;
2025
2026                         /*
2027                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
2028                          * count according to CPU use, instead of by the raw
2029                          * number of faults. Tasks with little runtime have
2030                          * little over-all impact on throughput, and thus their
2031                          * faults are less important.
2032                          */
2033                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
2034                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults[cpubuf_idx]) /
2035                                    (total_faults + 1);
2036                         f_diff = f_weight - p->numa_faults[cpu_idx] / 2;
2037                         p->numa_faults[cpubuf_idx] = 0;
2038
2039                         p->numa_faults[mem_idx] += diff;
2040                         p->numa_faults[cpu_idx] += f_diff;
2041                         faults += p->numa_faults[mem_idx];
2042                         p->total_numa_faults += diff;
2043                         if (p->numa_group) {
2044                                 /*
2045                                  * safe because we can only change our own group
2046                                  *
2047                                  * mem_idx represents the offset for a given
2048                                  * nid and priv in a specific region because it
2049                                  * is at the beginning of the numa_faults array.
2050                                  */
2051                                 p->numa_group->faults[mem_idx] += diff;
2052                                 p->numa_group->faults_cpu[mem_idx] += f_diff;
2053                                 p->numa_group->total_faults += diff;
2054                                 group_faults += p->numa_group->faults[mem_idx];
2055                         }
2056                 }
2057
2058                 if (faults > max_faults) {
2059                         max_faults = faults;
2060                         max_nid = nid;
2061                 }
2062
2063                 if (group_faults > max_group_faults) {
2064                         max_group_faults = group_faults;
2065                         max_group_nid = nid;
2066                 }
2067         }
2068
2069         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
2070
2071         if (p->numa_group) {
2072                 update_numa_active_node_mask(p->numa_group);
2073                 spin_unlock_irq(group_lock);
2074                 max_nid = preferred_group_nid(p, max_group_nid);
2075         }
2076
2077         if (max_faults) {
2078                 /* Set the new preferred node */
2079                 if (max_nid != p->numa_preferred_nid)
2080                         sched_setnuma(p, max_nid);
2081
2082                 if (task_node(p) != p->numa_preferred_nid)
2083                         numa_migrate_preferred(p);
2084         }
2085 }
2086
2087 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
2088 {
2089         return atomic_inc_not_zero(&grp->refcount);
2090 }
2091
2092 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
2093 {
2094         if (atomic_dec_and_test(&grp->refcount))
2095                 kfree_rcu(grp, rcu);
2096 }
2097
2098 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
2099                         int *priv)
2100 {
2101         struct numa_group *grp, *my_grp;
2102         struct task_struct *tsk;
2103         bool join = false;
2104         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
2105         int i;
2106
2107         if (unlikely(!p->numa_group)) {
2108                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
2109                                     4*nr_node_ids*sizeof(unsigned long);
2110
2111                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
2112                 if (!grp)
2113                         return;
2114
2115                 atomic_set(&grp->refcount, 1);
2116                 spin_lock_init(&grp->lock);
2117                 grp->gid = p->pid;
2118                 /* Second half of the array tracks nids where faults happen */
2119                 grp->faults_cpu = grp->faults + NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES *
2120                                                 nr_node_ids;
2121
2122                 node_set(task_node(current), grp->active_nodes);
2123
2124                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2125                         grp->faults[i] = p->numa_faults[i];
2126
2127                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
2128
2129                 grp->nr_tasks++;
2130                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2131         }
2132
2133         rcu_read_lock();
2134         tsk = READ_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
2135
2136         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
2137                 goto no_join;
2138
2139         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
2140         if (!grp)
2141                 goto no_join;
2142
2143         my_grp = p->numa_group;
2144         if (grp == my_grp)
2145                 goto no_join;
2146
2147         /*
2148          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
2149          * the other task will join us.
2150          */
2151         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
2152                 goto no_join;
2153
2154         /*
2155          * Tie-break on the grp address.
2156          */
2157         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
2158                 goto no_join;
2159
2160         /* Always join threads in the same process. */
2161         if (tsk->mm == current->mm)
2162                 join = true;
2163
2164         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
2165         if (flags & TNF_SHARED)
2166                 join = true;
2167
2168         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
2169         *priv = !join;
2170
2171         if (join && !get_numa_group(grp))
2172                 goto no_join;
2173
2174         rcu_read_unlock();
2175
2176         if (!join)
2177                 return;
2178
2179         BUG_ON(irqs_disabled());
2180         double_lock_irq(&my_grp->lock, &grp->lock);
2181
2182         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
2183                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2184                 grp->faults[i] += p->numa_faults[i];
2185         }
2186         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2187         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
2188
2189         my_grp->nr_tasks--;
2190         grp->nr_tasks++;
2191
2192         spin_unlock(&my_grp->lock);
2193         spin_unlock_irq(&grp->lock);
2194
2195         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2196
2197         put_numa_group(my_grp);
2198         return;
2199
2200 no_join:
2201         rcu_read_unlock();
2202         return;
2203 }
2204
2205 void task_numa_free(struct task_struct *p)
2206 {
2207         struct numa_group *grp = p->numa_group;
2208         void *numa_faults = p->numa_faults;
2209         unsigned long flags;
2210         int i;
2211
2212         if (grp) {
2213                 spin_lock_irqsave(&grp->lock, flags);
2214                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2215                         grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2216                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2217
2218                 grp->nr_tasks--;
2219                 spin_unlock_irqrestore(&grp->lock, flags);
2220                 RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2221                 put_numa_group(grp);
2222         }
2223
2224         p->numa_faults = NULL;
2225         kfree(numa_faults);
2226 }
2227
2228 /*
2229  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
2230  */
2231 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
2232 {
2233         struct task_struct *p = current;
2234         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
2235         int cpu_node = task_node(current);
2236         int local = !!(flags & TNF_FAULT_LOCAL);
2237         int priv;
2238
2239         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2240                 return;
2241
2242         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
2243         if (!p->mm)
2244                 return;
2245
2246         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
2247         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
2248                 int size = sizeof(*p->numa_faults) *
2249                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
2250
2251                 p->numa_faults = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
2252                 if (!p->numa_faults)
2253                         return;
2254
2255                 p->total_numa_faults = 0;
2256                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2257         }
2258
2259         /*
2260          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
2261          * to be private if the accessing pid has not changed
2262          */
2263         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
2264                 priv = 1;
2265         } else {
2266                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
2267                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
2268                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
2269         }
2270
2271         /*
2272          * If a workload spans multiple NUMA nodes, a shared fault that
2273          * occurs wholly within the set of nodes that the workload is
2274          * actively using should be counted as local. This allows the
2275          * scan rate to slow down when a workload has settled down.
2276          */
2277         if (!priv && !local && p->numa_group &&
2278                         node_isset(cpu_node, p->numa_group->active_nodes) &&
2279                         node_isset(mem_node, p->numa_group->active_nodes))
2280                 local = 1;
2281
2282         task_numa_placement(p);
2283
2284         /*
2285          * Retry task to preferred node migration periodically, in case it
2286          * case it previously failed, or the scheduler moved us.
2287          */
2288         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry))
2289                 numa_migrate_preferred(p);
2290
2291         if (migrated)
2292                 p->numa_pages_migrated += pages;
2293         if (flags & TNF_MIGRATE_FAIL)
2294                 p->numa_faults_locality[2] += pages;
2295
2296         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, mem_node, priv)] += pages;
2297         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, cpu_node, priv)] += pages;
2298         p->numa_faults_locality[local] += pages;
2299 }
2300
2301 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
2302 {
2303         /*
2304          * We only did a read acquisition of the mmap sem, so
2305          * p->mm->numa_scan_seq is written to without exclusive access
2306          * and the update is not guaranteed to be atomic. That's not
2307          * much of an issue though, since this is just used for
2308          * statistical sampling. Use READ_ONCE/WRITE_ONCE, which are not
2309          * expensive, to avoid any form of compiler optimizations:
2310          */
2311         WRITE_ONCE(p->mm->numa_scan_seq, READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq) + 1);
2312         p->mm->numa_scan_offset = 0;
2313 }
2314
2315 /*
2316  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
2317  * Triggered from task_tick_numa().
2318  */
2319 void task_numa_work(struct callback_head *work)
2320 {
2321         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
2322         struct task_struct *p = current;
2323         struct mm_struct *mm = p->mm;
2324         struct vm_area_struct *vma;
2325         unsigned long start, end;
2326         unsigned long nr_pte_updates = 0;
2327         long pages, virtpages;
2328
2329         WARN_ON_ONCE(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
2330
2331         work->next = work; /* protect against double add */
2332         /*
2333          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
2334          *
2335          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
2336          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
2337          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
2338          * work.
2339          */
2340         if (p->flags & PF_EXITING)
2341                 return;
2342
2343         if (!mm->numa_next_scan) {
2344                 mm->numa_next_scan = now +
2345                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2346         }
2347
2348         /*
2349          * Enforce maximal scan/migration frequency..
2350          */
2351         migrate = mm->numa_next_scan;
2352         if (time_before(now, migrate))
2353                 return;
2354
2355         if (p->numa_scan_period == 0) {
2356                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2357                 p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
2358         }
2359
2360         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2361         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
2362                 return;
2363
2364         /*
2365          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
2366          * the next time around.
2367          */
2368         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
2369
2370         start = mm->numa_scan_offset;
2371         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
2372         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
2373         virtpages = pages * 8;     /* Scan up to this much virtual space */
2374         if (!pages)
2375                 return;
2376
2377
2378         down_read(&mm->mmap_sem);
2379         vma = find_vma(mm, start);
2380         if (!vma) {
2381                 reset_ptenuma_scan(p);
2382                 start = 0;
2383                 vma = mm->mmap;
2384         }
2385         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
2386                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(vma) ||
2387                         is_vm_hugetlb_page(vma) || (vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP)) {
2388                         continue;
2389                 }
2390
2391                 /*
2392                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
2393                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
2394                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
2395                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
2396                  */
2397                 if (!vma->vm_mm ||
2398                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
2399                         continue;
2400
2401                 /*
2402                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
2403                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
2404                  */
2405                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
2406                         continue;
2407
2408                 do {
2409                         start = max(start, vma->vm_start);
2410                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
2411                         end = min(end, vma->vm_end);
2412                         nr_pte_updates = change_prot_numa(vma, start, end);
2413
2414                         /*
2415                          * Try to scan sysctl_numa_balancing_size worth of
2416                          * hpages that have at least one present PTE that
2417                          * is not already pte-numa. If the VMA contains
2418                          * areas that are unused or already full of prot_numa
2419                          * PTEs, scan up to virtpages, to skip through those
2420                          * areas faster.
2421                          */
2422                         if (nr_pte_updates)
2423                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2424                         virtpages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2425
2426                         start = end;
2427                         if (pages <= 0 || virtpages <= 0)
2428                                 goto out;
2429
2430                         cond_resched();
2431                 } while (end != vma->vm_end);
2432         }
2433
2434 out:
2435         /*
2436          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
2437          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
2438          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
2439          * scanner to the start so check it now.
2440          */
2441         if (vma)
2442                 mm->numa_scan_offset = start;
2443         else
2444                 reset_ptenuma_scan(p);
2445         up_read(&mm->mmap_sem);
2446 }
2447
2448 /*
2449  * Drive the periodic memory faults..
2450  */
2451 void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2452 {
2453         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
2454         u64 period, now;
2455
2456         /*
2457          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
2458          */
2459         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
2460                 return;
2461
2462         /*
2463          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
2464          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
2465          * task needs to have done some actual work before we bother with
2466          * NUMA placement.
2467          */
2468         now = curr->se.sum_exec_runtime;
2469         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
2470
2471         if (now > curr->node_stamp + period) {
2472                 if (!curr->node_stamp)
2473                         curr->numa_scan_period = task_scan_min(curr);
2474                 curr->node_stamp += period;
2475
2476                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
2477                         init_task_work(work, task_numa_work); /* TODO: move this into sched_fork() */
2478                         task_work_add(curr, work, true);
2479                 }
2480         }
2481 }
2482 #else
2483 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2484 {
2485 }
2486
2487 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2488 {
2489 }
2490
2491 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2492 {
2493 }
2494 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2495
2496 static void
2497 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2498 {
2499         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2500         if (!parent_entity(se))
2501                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2502 #ifdef CONFIG_SMP
2503         if (entity_is_task(se)) {
2504                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2505
2506                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
2507                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
2508         }
2509 #endif
2510         cfs_rq->nr_running++;
2511 }
2512
2513 static void
2514 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2515 {
2516         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2517         if (!parent_entity(se))
2518                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2519         if (entity_is_task(se)) {
2520                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
2521                 list_del_init(&se->group_node);
2522         }
2523         cfs_rq->nr_running--;
2524 }
2525
2526 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2527 # ifdef CONFIG_SMP
2528 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
2529 {
2530         long tg_weight;
2531
2532         /*
2533          * Use this CPU's real-time load instead of the last load contribution
2534          * as the updating of the contribution is delayed, and we will use the
2535          * the real-time load to calc the share. See update_tg_load_avg().
2536          */
2537         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
2538         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
2539         tg_weight += cfs_rq->load.weight;
2540
2541         return tg_weight;
2542 }
2543
2544 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2545 {
2546         long tg_weight, load, shares;
2547
2548         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
2549         load = cfs_rq->load.weight;
2550
2551         shares = (tg->shares * load);
2552         if (tg_weight)
2553                 shares /= tg_weight;
2554
2555         if (shares < MIN_SHARES)
2556                 shares = MIN_SHARES;
2557         if (shares > tg->shares)
2558                 shares = tg->shares;
2559
2560         return shares;
2561 }
2562 # else /* CONFIG_SMP */
2563 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2564 {
2565         return tg->shares;
2566 }
2567 # endif /* CONFIG_SMP */
2568 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
2569                             unsigned long weight)
2570 {
2571         if (se->on_rq) {
2572                 /* commit outstanding execution time */
2573                 if (cfs_rq->curr == se)
2574                         update_curr(cfs_rq);
2575                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2576         }
2577
2578         update_load_set(&se->load, weight);
2579
2580         if (se->on_rq)
2581                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2582 }
2583
2584 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
2585
2586 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2587 {
2588         struct task_group *tg;
2589         struct sched_entity *se;
2590         long shares;
2591
2592         tg = cfs_rq->tg;
2593         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
2594         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
2595                 return;
2596 #ifndef CONFIG_SMP
2597         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
2598                 return;
2599 #endif
2600         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
2601
2602         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
2603 }
2604 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2605 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2606 {
2607 }
2608 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2609
2610 #ifdef CONFIG_SMP
2611 /* Precomputed fixed inverse multiplies for multiplication by y^n */
2612 static const u32 runnable_avg_yN_inv[] = {
2613         0xffffffff, 0xfa83b2da, 0xf5257d14, 0xefe4b99a, 0xeac0c6e6, 0xe5b906e6,
2614         0xe0ccdeeb, 0xdbfbb796, 0xd744fcc9, 0xd2a81d91, 0xce248c14, 0xc9b9bd85,
2615         0xc5672a10, 0xc12c4cc9, 0xbd08a39e, 0xb8fbaf46, 0xb504f333, 0xb123f581,
2616         0xad583ee9, 0xa9a15ab4, 0xa5fed6a9, 0xa2704302, 0x9ef5325f, 0x9b8d39b9,
2617         0x9837f050, 0x94f4efa8, 0x91c3d373, 0x8ea4398a, 0x8b95c1e3, 0x88980e80,
2618         0x85aac367, 0x82cd8698,
2619 };
2620
2621 /*
2622  * Precomputed \Sum y^k { 1<=k<=n }.  These are floor(true_value) to prevent
2623  * over-estimates when re-combining.
2624  */
2625 static const u32 runnable_avg_yN_sum[] = {
2626             0, 1002, 1982, 2941, 3880, 4798, 5697, 6576, 7437, 8279, 9103,
2627          9909,10698,11470,12226,12966,13690,14398,15091,15769,16433,17082,
2628         17718,18340,18949,19545,20128,20698,21256,21802,22336,22859,23371,
2629 };
2630
2631 /*
2632  * Approximate:
2633  *   val * y^n,    where y^32 ~= 0.5 (~1 scheduling period)
2634  */
2635 static __always_inline u64 decay_load(u64 val, u64 n)
2636 {
2637         unsigned int local_n;
2638
2639         if (!n)
2640                 return val;
2641         else if (unlikely(n > LOAD_AVG_PERIOD * 63))
2642                 return 0;
2643
2644         /* after bounds checking we can collapse to 32-bit */
2645         local_n = n;
2646
2647         /*
2648          * As y^PERIOD = 1/2, we can combine
2649          *    y^n = 1/2^(n/PERIOD) * y^(n%PERIOD)
2650          * With a look-up table which covers y^n (n<PERIOD)
2651          *
2652          * To achieve constant time decay_load.
2653          */
2654         if (unlikely(local_n >= LOAD_AVG_PERIOD)) {
2655                 val >>= local_n / LOAD_AVG_PERIOD;
2656                 local_n %= LOAD_AVG_PERIOD;
2657         }
2658
2659         val = mul_u64_u32_shr(val, runnable_avg_yN_inv[local_n], 32);
2660         return val;
2661 }
2662
2663 /*
2664  * For updates fully spanning n periods, the contribution to runnable
2665  * average will be: \Sum 1024*y^n
2666  *
2667  * We can compute this reasonably efficiently by combining:
2668  *   y^PERIOD = 1/2 with precomputed \Sum 1024*y^n {for  n <PERIOD}
2669  */
2670 static u32 __compute_runnable_contrib(u64 n)
2671 {
2672         u32 contrib = 0;
2673
2674         if (likely(n <= LOAD_AVG_PERIOD))
2675                 return runnable_avg_yN_sum[n];
2676         else if (unlikely(n >= LOAD_AVG_MAX_N))
2677                 return LOAD_AVG_MAX;
2678
2679         /* Compute \Sum k^n combining precomputed values for k^i, \Sum k^j */
2680         do {
2681                 contrib /= 2; /* y^LOAD_AVG_PERIOD = 1/2 */
2682                 contrib += runnable_avg_yN_sum[LOAD_AVG_PERIOD];
2683
2684                 n -= LOAD_AVG_PERIOD;
2685         } while (n > LOAD_AVG_PERIOD);
2686
2687         contrib = decay_load(contrib, n);
2688         return contrib + runnable_avg_yN_sum[n];
2689 }
2690
2691 #if (SCHED_LOAD_SHIFT - SCHED_LOAD_RESOLUTION) != 10 || SCHED_CAPACITY_SHIFT != 10
2692 #error "load tracking assumes 2^10 as unit"
2693 #endif
2694
2695 #define cap_scale(v, s) ((v)*(s) >> SCHED_CAPACITY_SHIFT)
2696
2697 /*
2698  * We can represent the historical contribution to runnable average as the
2699  * coefficients of a geometric series.  To do this we sub-divide our runnable
2700  * history into segments of approximately 1ms (1024us); label the segment that
2701  * occurred N-ms ago p_N, with p_0 corresponding to the current period, e.g.
2702  *
2703  * [<- 1024us ->|<- 1024us ->|<- 1024us ->| ...
2704  *      p0            p1           p2
2705  *     (now)       (~1ms ago)  (~2ms ago)
2706  *
2707  * Let u_i denote the fraction of p_i that the entity was runnable.
2708  *
2709  * We then designate the fractions u_i as our co-efficients, yielding the
2710  * following representation of historical load:
2711  *   u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + u_3*y^3 + ...
2712  *
2713  * We choose y based on the with of a reasonably scheduling period, fixing:
2714  *   y^32 = 0.5
2715  *
2716  * This means that the contribution to load ~32ms ago (u_32) will be weighted
2717  * approximately half as much as the contribution to load within the last ms
2718  * (u_0).
2719  *
2720  * When a period "rolls over" and we have new u_0`, multiplying the previous
2721  * sum again by y is sufficient to update:
2722  *   load_avg = u_0` + y*(u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... )
2723  *            = u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... [re-labeling u_i --> u_{i+1}]
2724  */
2725 static __always_inline int
2726 __update_load_avg(u64 now, int cpu, struct sched_avg *sa,
2727                   unsigned long weight, int running, struct cfs_rq *cfs_rq)
2728 {
2729         u64 delta, scaled_delta, periods;
2730         u32 contrib;
2731         unsigned int delta_w, scaled_delta_w, decayed = 0;
2732         unsigned long scale_freq, scale_cpu;
2733
2734         delta = now - sa->last_update_time;
2735         /*
2736          * This should only happen when time goes backwards, which it
2737          * unfortunately does during sched clock init when we swap over to TSC.
2738          */
2739         if ((s64)delta < 0) {
2740                 sa->last_update_time = now;
2741                 return 0;
2742         }
2743
2744         /*
2745          * Use 1024ns as the unit of measurement since it's a reasonable
2746          * approximation of 1us and fast to compute.
2747          */
2748         delta >>= 10;
2749         if (!delta)
2750                 return 0;
2751         sa->last_update_time = now;
2752
2753         scale_freq = arch_scale_freq_capacity(NULL, cpu);
2754         scale_cpu = arch_scale_cpu_capacity(NULL, cpu);
2755         trace_sched_contrib_scale_f(cpu, scale_freq, scale_cpu);
2756
2757         /* delta_w is the amount already accumulated against our next period */
2758         delta_w = sa->period_contrib;
2759         if (delta + delta_w >= 1024) {
2760                 decayed = 1;
2761
2762                 /* how much left for next period will start over, we don't know yet */
2763                 sa->period_contrib = 0;
2764
2765                 /*
2766                  * Now that we know we're crossing a period boundary, figure
2767                  * out how much from delta we need to complete the current
2768                  * period and accrue it.
2769                  */
2770                 delta_w = 1024 - delta_w;
2771                 scaled_delta_w = cap_scale(delta_w, scale_freq);
2772                 if (weight) {
2773                         sa->load_sum += weight * scaled_delta_w;
2774                         if (cfs_rq) {
2775                                 cfs_rq->runnable_load_sum +=
2776                                                 weight * scaled_delta_w;
2777                         }
2778                 }
2779                 if (running)
2780                         sa->util_sum += scaled_delta_w * scale_cpu;
2781
2782                 delta -= delta_w;
2783
2784                 /* Figure out how many additional periods this update spans */
2785                 periods = delta / 1024;
2786                 delta %= 1024;
2787
2788                 sa->load_sum = decay_load(sa->load_sum, periods + 1);
2789                 if (cfs_rq) {
2790                         cfs_rq->runnable_load_sum =
2791                                 decay_load(cfs_rq->runnable_load_sum, periods + 1);
2792                 }
2793                 sa->util_sum = decay_load((u64)(sa->util_sum), periods + 1);
2794
2795                 /* Efficiently calculate \sum (1..n_period) 1024*y^i */
2796                 contrib = __compute_runnable_contrib(periods);
2797                 contrib = cap_scale(contrib, scale_freq);
2798                 if (weight) {
2799                         sa->load_sum += weight * contrib;
2800                         if (cfs_rq)
2801                                 cfs_rq->runnable_load_sum += weight * contrib;
2802                 }
2803                 if (running)
2804                         sa->util_sum += contrib * scale_cpu;
2805         }
2806
2807         /* Remainder of delta accrued against u_0` */
2808         scaled_delta = cap_scale(delta, scale_freq);
2809         if (weight) {
2810                 sa->load_sum += weight * scaled_delta;
2811                 if (cfs_rq)
2812                         cfs_rq->runnable_load_sum += weight * scaled_delta;
2813         }
2814         if (running)
2815                 sa->util_sum += scaled_delta * scale_cpu;
2816
2817         sa->period_contrib += delta;
2818
2819         if (decayed) {
2820                 sa->load_avg = div_u64(sa->load_sum, LOAD_AVG_MAX);
2821                 if (cfs_rq) {
2822                         cfs_rq->runnable_load_avg =
2823                                 div_u64(cfs_rq->runnable_load_sum, LOAD_AVG_MAX);
2824                 }
2825                 sa->util_avg = sa->util_sum / LOAD_AVG_MAX;
2826         }
2827
2828         return decayed;
2829 }
2830
2831 /*
2832  * Signed add and clamp on underflow.
2833  *
2834  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
2835  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
2836  * values.
2837  */
2838 #define add_positive(_ptr, _val) do {                           \
2839         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
2840         typeof(_val) val = (_val);                              \
2841         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
2842                                                                 \
2843         res = var + val;                                        \
2844                                                                 \
2845         if (val < 0 && res > var)                               \
2846                 res = 0;                                        \
2847                                                                 \
2848         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
2849 } while (0)
2850
2851 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2852 /**
2853  * update_tg_load_avg - update the tg's load avg
2854  * @cfs_rq: the cfs_rq whose avg changed
2855  * @force: update regardless of how small the difference
2856  *
2857  * This function 'ensures': tg->load_avg := \Sum tg->cfs_rq[]->avg.load.
2858  * However, because tg->load_avg is a global value there are performance
2859  * considerations.
2860  *
2861  * In order to avoid having to look at the other cfs_rq's, we use a
2862  * differential update where we store the last value we propagated. This in
2863  * turn allows skipping updates if the differential is 'small'.
2864  *
2865  * Updating tg's load_avg is necessary before update_cfs_share() (which is
2866  * done) and effective_load() (which is not done because it is too costly).
2867  */
2868 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force)
2869 {
2870         long delta = cfs_rq->avg.load_avg - cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
2871
2872         /*
2873          * No need to update load_avg for root_task_group as it is not used.
2874          */
2875         if (cfs_rq->tg == &root_task_group)
2876                 return;
2877
2878         if (force || abs(delta) > cfs_rq->tg_load_avg_contrib / 64) {
2879                 atomic_long_add(delta, &cfs_rq->tg->load_avg);
2880                 cfs_rq->tg_load_avg_contrib = cfs_rq->avg.load_avg;
2881         }
2882 }
2883
2884 /*
2885  * Called within set_task_rq() right before setting a task's cpu. The
2886  * caller only guarantees p->pi_lock is held; no other assumptions,
2887  * including the state of rq->lock, should be made.
2888  */
2889 void set_task_rq_fair(struct sched_entity *se,
2890                       struct cfs_rq *prev, struct cfs_rq *next)
2891 {
2892         if (!sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD))
2893                 return;
2894
2895         /*
2896          * We are supposed to update the task to "current" time, then its up to
2897          * date and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we have difficulty in
2898          * getting what current time is, so simply throw away the out-of-date
2899          * time. This will result in the wakee task is less decayed, but giving
2900          * the wakee more load sounds not bad.
2901          */
2902         if (se->avg.last_update_time && prev) {
2903                 u64 p_last_update_time;
2904                 u64 n_last_update_time;
2905
2906 #ifndef CONFIG_64BIT
2907                 u64 p_last_update_time_copy;
2908                 u64 n_last_update_time_copy;
2909
2910                 do {
2911                         p_last_update_time_copy = prev->load_last_update_time_copy;
2912                         n_last_update_time_copy = next->load_last_update_time_copy;
2913
2914                         smp_rmb();
2915
2916                         p_last_update_time = prev->avg.last_update_time;
2917                         n_last_update_time = next->avg.last_update_time;
2918
2919                 } while (p_last_update_time != p_last_update_time_copy ||
2920                          n_last_update_time != n_last_update_time_copy);
2921 #else
2922                 p_last_update_time = prev->avg.last_update_time;
2923                 n_last_update_time = next->avg.last_update_time;
2924 #endif
2925                 __update_load_avg(p_last_update_time, cpu_of(rq_of(prev)),
2926                                   &se->avg, 0, 0, NULL);
2927                 se->avg.last_update_time = n_last_update_time;
2928         }
2929 }
2930
2931 /* Take into account change of utilization of a child task group */
2932 static inline void
2933 update_tg_cfs_util(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2934 {
2935         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
2936         long delta = gcfs_rq->avg.util_avg - se->avg.util_avg;
2937
2938         /* Nothing to update */
2939         if (!delta)
2940                 return;
2941
2942         /* Set new sched_entity's utilization */
2943         se->avg.util_avg = gcfs_rq->avg.util_avg;
2944         se->avg.util_sum = se->avg.util_avg * LOAD_AVG_MAX;
2945
2946         /* Update parent cfs_rq utilization */
2947         add_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, delta);
2948         cfs_rq->avg.util_sum = cfs_rq->avg.util_avg * LOAD_AVG_MAX;
2949 }
2950
2951 /* Take into account change of load of a child task group */
2952 static inline void
2953 update_tg_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2954 {
2955         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
2956         long delta, load = gcfs_rq->avg.load_avg;
2957
2958         /*
2959          * If the load of group cfs_rq is null, the load of the
2960          * sched_entity will also be null so we can skip the formula
2961          */
2962         if (load) {
2963                 long tg_load;
2964
2965                 /* Get tg's load and ensure tg_load > 0 */
2966                 tg_load = atomic_long_read(&gcfs_rq->tg->load_avg) + 1;
2967
2968                 /* Ensure tg_load >= load and updated with current load*/
2969                 tg_load -= gcfs_rq->tg_load_avg_contrib;
2970                 tg_load += load;
2971
2972                 /*
2973                  * We need to compute a correction term in the case that the
2974                  * task group is consuming more CPU than a task of equal
2975                  * weight. A task with a weight equals to tg->shares will have
2976                  * a load less or equal to scale_load_down(tg->shares).
2977                  * Similarly, the sched_entities that represent the task group
2978                  * at parent level, can't have a load higher than
2979                  * scale_load_down(tg->shares). And the Sum of sched_entities'
2980                  * load must be <= scale_load_down(tg->shares).
2981                  */
2982                 if (tg_load > scale_load_down(gcfs_rq->tg->shares)) {
2983                         /* scale gcfs_rq's load into tg's shares*/
2984                         load *= scale_load_down(gcfs_rq->tg->shares);
2985                         load /= tg_load;
2986                 }
2987         }
2988
2989         delta = load - se->avg.load_avg;
2990
2991         /* Nothing to update */
2992         if (!delta)
2993                 return;
2994
2995         /* Set new sched_entity's load */
2996         se->avg.load_avg = load;
2997         se->avg.load_sum = se->avg.load_avg * LOAD_AVG_MAX;
2998
2999         /* Update parent cfs_rq load */
3000         add_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, delta);
3001         cfs_rq->avg.load_sum = cfs_rq->avg.load_avg * LOAD_AVG_MAX;
3002
3003         /*
3004          * If the sched_entity is already enqueued, we also have to update the
3005          * runnable load avg.
3006          */
3007         if (se->on_rq) {
3008                 /* Update parent cfs_rq runnable_load_avg */
3009                 add_positive(&cfs_rq->runnable_load_avg, delta);
3010                 cfs_rq->runnable_load_sum = cfs_rq->runnable_load_avg * LOAD_AVG_MAX;
3011         }
3012 }
3013
3014 static inline void set_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq)
3015 {
3016         cfs_rq->propagate_avg = 1;
3017 }
3018
3019 static inline int test_and_clear_tg_cfs_propagate(struct sched_entity *se)
3020 {
3021         struct cfs_rq *cfs_rq = group_cfs_rq(se);
3022
3023         if (!cfs_rq->propagate_avg)
3024                 return 0;
3025
3026         cfs_rq->propagate_avg = 0;
3027         return 1;
3028 }
3029
3030 /* Update task and its cfs_rq load average */
3031 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3032 {
3033         struct cfs_rq *cfs_rq;
3034
3035         if (entity_is_task(se))
3036                 return 0;
3037
3038         if (!test_and_clear_tg_cfs_propagate(se))
3039                 return 0;
3040
3041         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3042
3043         set_tg_cfs_propagate(cfs_rq);
3044
3045         update_tg_cfs_util(cfs_rq, se);
3046         update_tg_cfs_load(cfs_rq, se);
3047
3048         return 1;
3049 }
3050
3051 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3052
3053 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force) {}
3054
3055 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3056 {
3057         return 0;
3058 }
3059
3060 static inline void set_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3061
3062 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3063
3064 static inline void cfs_rq_util_change(struct cfs_rq *cfs_rq)
3065 {
3066         if (&this_rq()->cfs == cfs_rq) {
3067                 /*
3068                  * There are a few boundary cases this might miss but it should
3069                  * get called often enough that that should (hopefully) not be
3070                  * a real problem -- added to that it only calls on the local
3071                  * CPU, so if we enqueue remotely we'll miss an update, but
3072                  * the next tick/schedule should update.
3073                  *
3074                  * It will not get called when we go idle, because the idle
3075                  * thread is a different class (!fair), nor will the utilization
3076                  * number include things like RT tasks.
3077                  *
3078                  * As is, the util number is not freq-invariant (we'd have to
3079                  * implement arch_scale_freq_capacity() for that).
3080                  *
3081                  * See cpu_util().
3082                  */
3083                 cpufreq_update_util(rq_of(cfs_rq), 0);
3084         }
3085 }
3086
3087 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
3088
3089 /*
3090  * Unsigned subtract and clamp on underflow.
3091  *
3092  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
3093  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
3094  * values.
3095  */
3096 #define sub_positive(_ptr, _val) do {                           \
3097         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
3098         typeof(*ptr) val = (_val);                              \
3099         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
3100         res = var - val;                                        \
3101         if (res > var)                                          \
3102                 res = 0;                                        \
3103         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
3104 } while (0)
3105
3106 /**
3107  * update_cfs_rq_load_avg - update the cfs_rq's load/util averages
3108  * @now: current time, as per cfs_rq_clock_task()
3109  * @cfs_rq: cfs_rq to update
3110  * @update_freq: should we call cfs_rq_util_change() or will the call do so
3111  *
3112  * The cfs_rq avg is the direct sum of all its entities (blocked and runnable)
3113  * avg. The immediate corollary is that all (fair) tasks must be attached, see
3114  * post_init_entity_util_avg().
3115  *
3116  * cfs_rq->avg is used for task_h_load() and update_cfs_share() for example.
3117  *
3118  * Returns true if the load decayed or we removed load.
3119  *
3120  * Since both these conditions indicate a changed cfs_rq->avg.load we should
3121  * call update_tg_load_avg() when this function returns true.
3122  */
3123 static inline int
3124 update_cfs_rq_load_avg(u64 now, struct cfs_rq *cfs_rq, bool update_freq)
3125 {
3126         struct sched_avg *sa = &cfs_rq->avg;
3127         int decayed, removed = 0, removed_util = 0;
3128
3129         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_load_avg)) {
3130                 s64 r = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_load_avg, 0);
3131                 sub_positive(&sa->load_avg, r);
3132                 sub_positive(&sa->load_sum, r * LOAD_AVG_MAX);
3133                 removed = 1;
3134                 set_tg_cfs_propagate(cfs_rq);
3135         }
3136
3137         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_util_avg)) {
3138                 long r = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_util_avg, 0);
3139                 sub_positive(&sa->util_avg, r);
3140                 sub_positive(&sa->util_sum, r * LOAD_AVG_MAX);
3141                 removed_util = 1;
3142                 set_tg_cfs_propagate(cfs_rq);
3143         }
3144
3145         decayed = __update_load_avg(now, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), sa,
3146                 scale_load_down(cfs_rq->load.weight), cfs_rq->curr != NULL, cfs_rq);
3147
3148 #ifndef CONFIG_64BIT
3149         smp_wmb();
3150         cfs_rq->load_last_update_time_copy = sa->last_update_time;
3151 #endif
3152
3153         /* Trace CPU load, unless cfs_rq belongs to a non-root task_group */
3154         if (cfs_rq == &rq_of(cfs_rq)->cfs)
3155                 trace_sched_load_avg_cpu(cpu_of(rq_of(cfs_rq)), cfs_rq);
3156
3157         if (update_freq && (decayed || removed_util))
3158                 cfs_rq_util_change(cfs_rq);
3159
3160         return decayed || removed;
3161 }
3162
3163 /*
3164  * Optional action to be done while updating the load average
3165  */
3166 #define UPDATE_TG       0x1
3167 #define SKIP_AGE_LOAD   0x2
3168
3169 /* Update task and its cfs_rq load average */
3170 static inline void update_load_avg(struct sched_entity *se, int flags)
3171 {
3172         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3173         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
3174         int cpu = cpu_of(rq_of(cfs_rq));
3175         int decayed;
3176
3177         /*
3178          * Track task load average for carrying it to new CPU after migrated, and
3179          * track group sched_entity load average for task_h_load calc in migration
3180          */
3181         if (se->avg.last_update_time && !(flags & SKIP_AGE_LOAD)) {
3182                 __update_load_avg(now, cpu, &se->avg,
3183                           se->on_rq * scale_load_down(se->load.weight),
3184                           cfs_rq->curr == se, NULL);
3185         }
3186
3187         decayed  = update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq, true);
3188         decayed |= propagate_entity_load_avg(se);
3189
3190         if (decayed && (flags & UPDATE_TG))
3191                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
3192
3193         if (entity_is_task(se))
3194                 trace_sched_load_avg_task(task_of(se), &se->avg);
3195 }
3196
3197 /**
3198  * attach_entity_load_avg - attach this entity to its cfs_rq load avg
3199  * @cfs_rq: cfs_rq to attach to
3200  * @se: sched_entity to attach
3201  *
3202  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3203  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3204  */
3205 static void attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3206 {
3207         se->avg.last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
3208         cfs_rq->avg.load_avg += se->avg.load_avg;
3209         cfs_rq->avg.load_sum += se->avg.load_sum;
3210         cfs_rq->avg.util_avg += se->avg.util_avg;
3211         cfs_rq->avg.util_sum += se->avg.util_sum;
3212         set_tg_cfs_propagate(cfs_rq);
3213
3214         cfs_rq_util_change(cfs_rq);
3215 }
3216
3217 /**
3218  * detach_entity_load_avg - detach this entity from its cfs_rq load avg
3219  * @cfs_rq: cfs_rq to detach from
3220  * @se: sched_entity to detach
3221  *
3222  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3223  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3224  */
3225 static void detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3226 {
3227
3228         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, se->avg.load_avg);
3229         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, se->avg.load_sum);
3230         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, se->avg.util_avg);
3231         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_sum, se->avg.util_sum);
3232         set_tg_cfs_propagate(cfs_rq);
3233
3234         cfs_rq_util_change(cfs_rq);
3235 }
3236
3237 /* Add the load generated by se into cfs_rq's load average */
3238 static inline void
3239 enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3240 {
3241         struct sched_avg *sa = &se->avg;
3242
3243         cfs_rq->runnable_load_avg += sa->load_avg;
3244         cfs_rq->runnable_load_sum += sa->load_sum;
3245
3246         if (!sa->last_update_time) {
3247                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
3248                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
3249         }
3250 }
3251
3252 /* Remove the runnable load generated by se from cfs_rq's runnable load average */
3253 static inline void
3254 dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3255 {
3256         cfs_rq->runnable_load_avg =
3257                 max_t(long, cfs_rq->runnable_load_avg - se->avg.load_avg, 0);
3258         cfs_rq->runnable_load_sum =
3259                 max_t(s64,  cfs_rq->runnable_load_sum - se->avg.load_sum, 0);
3260 }
3261
3262 #ifndef CONFIG_64BIT
3263 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3264 {
3265         u64 last_update_time_copy;
3266         u64 last_update_time;
3267
3268         do {
3269                 last_update_time_copy = cfs_rq->load_last_update_time_copy;
3270                 smp_rmb();
3271                 last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
3272         } while (last_update_time != last_update_time_copy);
3273
3274         return last_update_time;
3275 }
3276 #else
3277 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3278 {
3279         return cfs_rq->avg.last_update_time;
3280 }
3281 #endif
3282
3283 /*
3284  * Synchronize entity load avg of dequeued entity without locking
3285  * the previous rq.
3286  */
3287 void sync_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3288 {
3289         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3290         u64 last_update_time;
3291
3292         last_update_time = cfs_rq_last_update_time(cfs_rq);
3293         __update_load_avg(last_update_time, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), &se->avg, 0, 0, NULL);
3294 }
3295
3296 /*
3297  * Task first catches up with cfs_rq, and then subtract
3298  * itself from the cfs_rq (task must be off the queue now).
3299  */
3300 void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3301 {
3302         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3303
3304         /*
3305          * Newly created task or never used group entity should not be removed
3306          * from its (source) cfs_rq
3307          */
3308         if (se->avg.last_update_time == 0)
3309                 return;
3310
3311         sync_entity_load_avg(se);
3312         atomic_long_add(se->avg.load_avg, &cfs_rq->removed_load_avg);
3313         atomic_long_add(se->avg.util_avg, &cfs_rq->removed_util_avg);
3314 }
3315
3316 /*
3317  * Update the rq's load with the elapsed running time before entering
3318  * idle. if the last scheduled task is not a CFS task, idle_enter will
3319  * be the only way to update the runnable statistic.
3320  */
3321 void idle_enter_fair(struct rq *this_rq)
3322 {
3323 }
3324
3325 /*
3326  * Update the rq's load with the elapsed idle time before a task is
3327  * scheduled. if the newly scheduled task is not a CFS task, idle_exit will
3328  * be the only way to update the runnable statistic.
3329  */
3330 void idle_exit_fair(struct rq *this_rq)
3331 {
3332 }
3333
3334 static inline unsigned long cfs_rq_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3335 {
3336         return cfs_rq->runnable_load_avg;
3337 }
3338
3339 static inline unsigned long cfs_rq_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3340 {
3341         return cfs_rq->avg.load_avg;
3342 }
3343
3344 static int idle_balance(struct rq *this_rq);
3345
3346 #else /* CONFIG_SMP */
3347
3348 static inline int
3349 update_cfs_rq_load_avg(u64 now, struct cfs_rq *cfs_rq, bool update_freq)
3350 {
3351         return 0;
3352 }
3353
3354 #define UPDATE_TG       0x0
3355 #define SKIP_AGE_LOAD   0x0
3356
3357 static inline void update_load_avg(struct sched_entity *se, int not_used1){}
3358 static inline void
3359 enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
3360 static inline void
3361 dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
3362 static inline void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se) {}
3363
3364 static inline void
3365 attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
3366 static inline void
3367 detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
3368
3369 static inline int idle_balance(struct rq *rq)
3370 {
3371         return 0;
3372 }
3373
3374 #endif /* CONFIG_SMP */
3375
3376 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3377 {
3378 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3379         struct task_struct *tsk = NULL;
3380
3381         if (entity_is_task(se))
3382                 tsk = task_of(se);
3383
3384         if (se->statistics.sleep_start) {
3385                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.sleep_start;
3386
3387                 if ((s64)delta < 0)
3388                         delta = 0;
3389
3390                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
3391                         se->statistics.sleep_max = delta;
3392
3393                 se->statistics.sleep_start = 0;
3394                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
3395
3396                 if (tsk) {
3397                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
3398                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
3399                 }
3400         }
3401         if (se->statistics.block_start) {
3402                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.block_start;
3403
3404                 if ((s64)delta < 0)
3405                         delta = 0;
3406
3407                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
3408                         se->statistics.block_max = delta;
3409
3410                 se->statistics.block_start = 0;
3411                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
3412
3413                 if (tsk) {
3414                         if (tsk->in_iowait) {
3415                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
3416                                 se->statistics.iowait_count++;
3417                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
3418                         }
3419
3420                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
3421                         trace_sched_blocked_reason(tsk);
3422
3423                         /*
3424                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
3425                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
3426                          * amount of time that the task spent sleeping:
3427                          */
3428                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
3429                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
3430                                                 (void *)get_wchan(tsk),
3431                                                 delta >> 20);
3432                         }
3433                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
3434                 }
3435         }
3436 #endif
3437 }
3438
3439 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3440 {
3441 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3442         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
3443
3444         if (d < 0)
3445                 d = -d;
3446
3447         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
3448                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
3449 #endif
3450 }
3451
3452 static void
3453 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
3454 {
3455         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3456
3457         /*
3458          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
3459          * however the extra weight of the new task will slow them down a
3460          * little, place the new task so that it fits in the slot that
3461          * stays open at the end.
3462          */
3463         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
3464                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
3465
3466         /* sleeps up to a single latency don't count. */
3467         if (!initial) {
3468                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
3469
3470                 /*
3471                  * Halve their sleep time's effect, to allow
3472                  * for a gentler effect of sleepers:
3473                  */
3474                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
3475                         thresh >>= 1;
3476
3477                 vruntime -= thresh;
3478         }
3479
3480         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
3481         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
3482 }
3483
3484 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
3485
3486 static void
3487 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3488 {
3489         /*
3490          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
3491          * through calling update_curr().
3492          */
3493         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
3494                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
3495
3496         /*
3497          * Update run-time statistics of the 'current'.
3498          */
3499         update_curr(cfs_rq);
3500         update_load_avg(se, UPDATE_TG);
3501         enqueue_entity_load_avg(cfs_rq, se);
3502         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
3503         update_cfs_shares(cfs_rq);
3504
3505         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
3506                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
3507                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
3508         }
3509
3510         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
3511         check_spread(cfs_rq, se);
3512         if (se != cfs_rq->curr)
3513                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
3514         se->on_rq = 1;
3515
3516         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
3517                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
3518                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
3519         }
3520 }
3521
3522 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
3523 {
3524         for_each_sched_entity(se) {
3525                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3526                 if (cfs_rq->last != se)
3527                         break;
3528
3529                 cfs_rq->last = NULL;
3530         }
3531 }
3532
3533 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
3534 {
3535         for_each_sched_entity(se) {
3536                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3537                 if (cfs_rq->next != se)
3538                         break;
3539
3540                 cfs_rq->next = NULL;
3541         }
3542 }
3543
3544 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
3545 {
3546         for_each_sched_entity(se) {
3547                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3548                 if (cfs_rq->skip != se)
3549                         break;
3550
3551                 cfs_rq->skip = NULL;
3552         }
3553 }
3554
3555 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3556 {
3557         if (cfs_rq->last == se)
3558                 __clear_buddies_last(se);
3559
3560         if (cfs_rq->next == se)
3561                 __clear_buddies_next(se);
3562
3563         if (cfs_rq->skip == se)
3564                 __clear_buddies_skip(se);
3565 }
3566
3567 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3568
3569 static void
3570 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3571 {
3572         /*
3573          * Update run-time statistics of the 'current'.
3574          */
3575         update_curr(cfs_rq);
3576         update_load_avg(se, UPDATE_TG);
3577         dequeue_entity_load_avg(cfs_rq, se);
3578
3579         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
3580         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
3581 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3582                 if (entity_is_task(se)) {
3583                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
3584
3585                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
3586                                 se->statistics.sleep_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
3587                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
3588                                 se->statistics.block_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
3589                 }
3590 #endif
3591         }
3592
3593         clear_buddies(cfs_rq, se);
3594
3595         if (se != cfs_rq->curr)
3596                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3597         se->on_rq = 0;
3598         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
3599
3600         /*
3601          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
3602          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
3603          * movement in our normalized position.
3604          */
3605         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
3606                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
3607
3608         /* return excess runtime on last dequeue */
3609         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3610
3611         update_min_vruntime(cfs_rq);
3612         update_cfs_shares(cfs_rq);
3613 }
3614
3615 /*
3616  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
3617  */
3618 static void
3619 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
3620 {
3621         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
3622         struct sched_entity *se;
3623         s64 delta;
3624
3625         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
3626         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
3627         if (delta_exec > ideal_runtime) {
3628                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3629                 /*
3630                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
3631                  * re-elected due to buddy favours.
3632                  */
3633                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
3634                 return;
3635         }
3636
3637         /*
3638          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
3639          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
3640          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
3641          */
3642         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
3643                 return;
3644
3645         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
3646         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
3647
3648         if (delta < 0)
3649                 return;
3650
3651         if (delta > ideal_runtime)
3652                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3653 }
3654
3655 static void
3656 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3657 {
3658         /* 'current' is not kept within the tree. */
3659         if (se->on_rq) {
3660                 /*
3661                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
3662                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
3663                  * runqueue.
3664                  */
3665                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
3666                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3667                 update_load_avg(se, UPDATE_TG);
3668         }
3669
3670         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
3671         cfs_rq->curr = se;
3672 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3673         /*
3674          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
3675          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
3676          * when there are only lesser-weight tasks around):
3677          */
3678         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
3679                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
3680                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
3681         }
3682 #endif
3683         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
3684 }
3685
3686 static int
3687 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
3688
3689 /*
3690  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
3691  * 1) keep things fair between processes/task groups
3692  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
3693  * 3) pick the "last" process, for cache locality
3694  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
3695  */
3696 static struct sched_entity *
3697 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
3698 {
3699         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
3700         struct sched_entity *se;
3701
3702         /*
3703          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
3704          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
3705          */
3706         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
3707                 left = curr;
3708
3709         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
3710
3711         /*
3712          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
3713          * be done without getting too unfair.
3714          */
3715         if (cfs_rq->skip == se) {
3716                 struct sched_entity *second;
3717
3718                 if (se == curr) {
3719                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
3720                 } else {
3721                         second = __pick_next_entity(se);
3722                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
3723                                 second = curr;
3724                 }
3725
3726                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
3727                         se = second;
3728         }
3729
3730         /*
3731          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
3732          */
3733         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
3734                 se = cfs_rq->last;
3735
3736         /*
3737          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
3738          */
3739         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
3740                 se = cfs_rq->next;
3741
3742         clear_buddies(cfs_rq, se);
3743
3744         return se;
3745 }
3746
3747 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3748
3749 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
3750 {
3751         /*
3752          * If still on the runqueue then deactivate_task()
3753          * was not called and update_curr() has to be done:
3754          */
3755         if (prev->on_rq)
3756                 update_curr(cfs_rq);
3757
3758         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
3759         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3760
3761         check_spread(cfs_rq, prev);
3762         if (prev->on_rq) {
3763                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
3764                 /* Put 'current' back into the tree. */
3765                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
3766                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
3767                 update_load_avg(prev, 0);
3768         }
3769         cfs_rq->curr = NULL;
3770 }
3771
3772 static void
3773 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
3774 {
3775         /*
3776          * Update run-time statistics of the 'current'.
3777          */
3778         update_curr(cfs_rq);
3779
3780         /*
3781          * Ensure that runnable average is periodically updated.
3782          */
3783         update_load_avg(curr, UPDATE_TG);
3784         update_cfs_shares(cfs_rq);
3785
3786 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
3787         /*
3788          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
3789          * validating it and just reschedule.
3790          */
3791         if (queued) {
3792                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3793                 return;
3794         }
3795         /*
3796          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
3797          */
3798         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
3799                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
3800                 return;
3801 #endif
3802
3803         if (cfs_rq->nr_running > 1)
3804                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
3805 }
3806
3807
3808 /**************************************************
3809  * CFS bandwidth control machinery
3810  */
3811
3812 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
3813
3814 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
3815 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
3816
3817 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
3818 {
3819         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
3820 }
3821
3822 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
3823 {
3824         static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
3825 }
3826
3827 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
3828 {
3829         static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
3830 }
3831 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
3832 static bool cfs_bandwidth_used(void)
3833 {
3834         return true;
3835 }
3836
3837 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
3838 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
3839 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
3840
3841 /*
3842  * default period for cfs group bandwidth.
3843  * default: 0.1s, units: nanoseconds
3844  */
3845 static inline u64 default_cfs_period(void)
3846 {
3847         return 100000000ULL;
3848 }
3849
3850 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
3851 {
3852         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
3853 }
3854
3855 /*
3856  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
3857  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
3858  * additional synchronization around rq->lock.
3859  *
3860  * requires cfs_b->lock
3861  */
3862 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3863 {
3864         u64 now;
3865
3866         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3867                 return;
3868
3869         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
3870         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
3871         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
3872 }
3873
3874 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
3875 {
3876         return &tg->cfs_bandwidth;
3877 }
3878
3879 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
3880 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
3881 {
3882         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
3883                 return cfs_rq->throttled_clock_task;
3884
3885         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
3886 }
3887
3888 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
3889 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3890 {
3891         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
3892         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
3893         u64 amount = 0, min_amount, expires;
3894
3895         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
3896         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
3897
3898         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3899         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3900                 amount = min_amount;
3901         else {
3902                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
3903
3904                 if (cfs_b->runtime > 0) {
3905                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
3906                         cfs_b->runtime -= amount;
3907                         cfs_b->idle = 0;
3908                 }
3909         }
3910         expires = cfs_b->runtime_expires;
3911         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3912
3913         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
3914         /*
3915          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
3916          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
3917          * issued.
3918          */
3919         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
3920                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3921
3922         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
3923 }
3924
3925 /*
3926  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
3927  * fact that rq->clock snapshots this value.
3928  */
3929 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3930 {
3931         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3932
3933         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
3934         if (likely((s64)(rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
3935                 return;
3936
3937         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
3938                 return;
3939
3940         /*
3941          * If the local deadline has passed we have to consider the
3942          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
3943          * has not truly expired.
3944          *
3945          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
3946          * whether the global deadline has advanced. It is valid to compare
3947          * cfs_b->runtime_expires without any locks since we only care about
3948          * exact equality, so a partial write will still work.
3949          */
3950
3951         if (cfs_rq->runtime_expires != cfs_b->runtime_expires) {
3952                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
3953                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
3954         } else {
3955                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
3956                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
3957         }
3958 }
3959
3960 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3961 {
3962         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
3963         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
3964         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3965
3966         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3967                 return;
3968
3969         /*
3970          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
3971          * hierarchy can be throttled
3972          */
3973         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
3974                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3975 }
3976
3977 static __always_inline
3978 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3979 {
3980         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
3981                 return;
3982
3983         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
3984 }
3985
3986 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
3987 {
3988         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
3989 }
3990
3991 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
3992 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
3993 {
3994         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
3995 }
3996
3997 /*
3998  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
3999  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
4000  * load-balance operations.
4001  */
4002 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
4003                                     int src_cpu, int dest_cpu)
4004 {
4005         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
4006
4007         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
4008         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
4009
4010         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
4011                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
4012 }
4013
4014 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
4015 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
4016 {
4017         struct rq *rq = data;
4018         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4019
4020         cfs_rq->throttle_count--;
4021 #ifdef CONFIG_SMP
4022         if (!cfs_rq->throttle_count) {
4023                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
4024                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
4025                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
4026         }
4027 #endif
4028
4029         return 0;
4030 }
4031
4032 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
4033 {
4034         struct rq *rq = data;
4035         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4036
4037         /* group is entering throttled state, stop time */
4038         if (!cfs_rq->throttle_count)
4039                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
4040         cfs_rq->throttle_count++;
4041
4042         return 0;
4043 }
4044
4045 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
4046 {
4047         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4048         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4049         struct sched_entity *se;
4050         long task_delta, dequeue = 1;
4051         bool empty;
4052
4053         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
4054
4055         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
4056         rcu_read_lock();
4057         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
4058         rcu_read_unlock();
4059
4060         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4061         for_each_sched_entity(se) {
4062                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
4063                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
4064                 if (!se->on_rq)
4065                         break;
4066
4067                 if (dequeue)
4068                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
4069                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
4070
4071                 if (qcfs_rq->load.weight)
4072                         dequeue = 0;
4073         }
4074
4075         if (!se)
4076                 sub_nr_running(rq, task_delta);
4077
4078         cfs_rq->throttled = 1;
4079         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
4080         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4081         empty = list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4082
4083         /*
4084          * Add to the _head_ of the list, so that an already-started
4085          * distribute_cfs_runtime will not see us
4086          */
4087         list_add_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
4088
4089         /*
4090          * If we're the first throttled task, make sure the bandwidth
4091          * timer is running.
4092          */
4093         if (empty)
4094                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
4095
4096         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4097 }
4098
4099 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
4100 {
4101         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4102         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4103         struct sched_entity *se;
4104         int enqueue = 1;
4105         long task_delta;
4106
4107         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
4108
4109         cfs_rq->throttled = 0;
4110
4111         update_rq_clock(rq);
4112
4113         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4114         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
4115         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
4116         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4117
4118         /* update hierarchical throttle state */
4119         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
4120
4121         if (!cfs_rq->load.weight)
4122                 return;
4123
4124         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4125         for_each_sched_entity(se) {
4126                 if (se->on_rq)
4127                         enqueue = 0;
4128
4129                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4130                 if (enqueue)
4131                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
4132                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
4133
4134                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4135                         break;
4136         }
4137
4138         if (!se)
4139                 add_nr_running(rq, task_delta);
4140
4141         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
4142         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
4143                 resched_curr(rq);
4144 }
4145
4146 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
4147                 u64 remaining, u64 expires)
4148 {
4149         struct cfs_rq *cfs_rq;
4150         u64 runtime;
4151         u64 starting_runtime = remaining;
4152
4153         rcu_read_lock();
4154         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
4155                                 throttled_list) {
4156                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4157
4158                 raw_spin_lock(&rq->lock);
4159                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4160                         goto next;
4161
4162                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
4163                 if (runtime > remaining)
4164                         runtime = remaining;
4165                 remaining -= runtime;
4166
4167                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
4168                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
4169
4170                 /* we check whether we're throttled above */
4171                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
4172                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
4173
4174 next:
4175                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
4176
4177                 if (!remaining)
4178                         break;
4179         }
4180         rcu_read_unlock();
4181
4182         return starting_runtime - remaining;
4183 }
4184
4185 /*
4186  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
4187  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
4188  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
4189  * used to track this state.
4190  */
4191 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
4192 {
4193         u64 runtime, runtime_expires;
4194         int throttled;
4195
4196         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
4197         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4198                 goto out_deactivate;
4199
4200         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4201         cfs_b->nr_periods += overrun;
4202
4203         /*
4204          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
4205          * we're going inactive then everything else can be deferred
4206          */
4207         if (cfs_b->idle && !throttled)
4208                 goto out_deactivate;
4209
4210         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
4211
4212         if (!throttled) {
4213                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
4214                 cfs_b->idle = 1;
4215                 return 0;
4216         }
4217
4218         /* account preceding periods in which throttling occurred */
4219         cfs_b->nr_throttled += overrun;
4220
4221         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
4222
4223         /*
4224          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth while
4225          * we unthrottle. This can potentially race with an unthrottled group
4226          * trying to acquire new bandwidth from the global pool. This can result
4227          * in us over-using our runtime if it is all used during this loop, but
4228          * only by limited amounts in that extreme case.
4229          */
4230         while (throttled && cfs_b->runtime > 0) {
4231                 runtime = cfs_b->runtime;
4232                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4233                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
4234                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
4235                                                  runtime_expires);
4236                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4237
4238                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4239
4240                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
4241         }
4242
4243         /*
4244          * While we are ensured activity in the period following an
4245          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
4246          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
4247          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
4248          */
4249         cfs_b->idle = 0;
4250
4251         return 0;
4252
4253 out_deactivate:
4254         return 1;
4255 }
4256
4257 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
4258 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
4259 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
4260 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
4261 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
4262 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
4263
4264 /*
4265  * Are we near the end of the current quota period?
4266  *
4267  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
4268  * hrtimer base being cleared by hrtimer_start. In the case of
4269  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
4270  */
4271 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
4272 {
4273         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
4274         u64 remaining;
4275
4276         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
4277         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
4278                 return 1;
4279
4280         /* is a quota refresh about to occur? */
4281         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
4282         if (remaining < min_expire)
4283                 return 1;
4284
4285         return 0;
4286 }
4287
4288 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4289 {
4290         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
4291
4292         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
4293         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
4294                 return;
4295
4296         hrtimer_start(&cfs_b->slack_timer,
4297                         ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period),
4298                         HRTIMER_MODE_REL);
4299 }
4300
4301 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
4302 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4303 {
4304         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4305         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
4306
4307         if (slack_runtime <= 0)
4308                 return;
4309
4310         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4311         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
4312             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
4313                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
4314
4315                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
4316                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
4317                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
4318                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
4319         }
4320         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4321
4322         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
4323         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
4324 }
4325
4326 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4327 {
4328         if (!cfs_bandwidth_used())
4329                 return;
4330
4331         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
4332                 return;
4333
4334         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4335 }
4336
4337 /*
4338  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
4339  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
4340  */
4341 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4342 {
4343         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
4344         u64 expires;
4345
4346         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
4347         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4348         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
4349                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4350                 return;
4351         }
4352
4353         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice)
4354                 runtime = cfs_b->runtime;
4355
4356         expires = cfs_b->runtime_expires;
4357         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4358
4359         if (!runtime)
4360                 return;
4361
4362         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
4363
4364         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4365         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
4366                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
4367         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4368 }
4369
4370 /*
4371  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
4372  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
4373  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
4374  */
4375 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
4376 {
4377         if (!cfs_bandwidth_used())
4378                 return;
4379
4380         /* Synchronize hierarchical throttle counter: */
4381         if (unlikely(!cfs_rq->throttle_uptodate)) {
4382                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4383                 struct cfs_rq *pcfs_rq;
4384                 struct task_group *tg;
4385
4386                 cfs_rq->throttle_uptodate = 1;
4387
4388                 /* Get closest up-to-date node, because leaves go first: */
4389                 for (tg = cfs_rq->tg->parent; tg; tg = tg->parent) {
4390                         pcfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4391                         if (pcfs_rq->throttle_uptodate)
4392                                 break;
4393                 }
4394                 if (tg) {
4395                         cfs_rq->throttle_count = pcfs_rq->throttle_count;
4396                         cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
4397                 }
4398         }
4399
4400         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
4401         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
4402                 return;
4403
4404         /* ensure the group is not already throttled */
4405         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4406                 return;
4407
4408         /* update runtime allocation */
4409         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
4410         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
4411                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
4412 }
4413
4414 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
4415 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4416 {
4417         if (!cfs_bandwidth_used())
4418                 return false;
4419
4420         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
4421                 return false;
4422
4423         /*
4424          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
4425          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
4426          */
4427         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4428                 return true;
4429
4430         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
4431         return true;
4432 }
4433
4434 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
4435 {
4436         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
4437                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
4438
4439         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
4440
4441         return HRTIMER_NORESTART;
4442 }
4443
4444 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
4445 {
4446         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
4447                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
4448         int overrun;
4449         int idle = 0;
4450
4451         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4452         for (;;) {
4453                 overrun = hrtimer_forward_now(timer, cfs_b->period);
4454                 if (!overrun)
4455                         break;
4456
4457                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
4458         }
4459         if (idle)
4460                 cfs_b->period_active = 0;
4461         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4462
4463         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
4464 }
4465
4466 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4467 {
4468         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
4469         cfs_b->runtime = 0;
4470         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
4471         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
4472
4473         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4474         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
4475         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
4476         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
4477         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
4478 }
4479
4480 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4481 {
4482         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
4483         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
4484 }
4485
4486 void start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4487 {
4488         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
4489
4490         if (!cfs_b->period_active) {
4491                 cfs_b->period_active = 1;
4492                 hrtimer_forward_now(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
4493                 hrtimer_start_expires(&cfs_b->period_timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
4494         }
4495 }
4496
4497 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4498 {
4499         /* init_cfs_bandwidth() was not called */
4500         if (!cfs_b->throttled_cfs_rq.next)
4501                 return;
4502
4503         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
4504         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
4505 }
4506
4507 static void __maybe_unused update_runtime_enabled(struct rq *rq)
4508 {
4509         struct cfs_rq *cfs_rq;
4510
4511         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
4512                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &cfs_rq->tg->cfs_bandwidth;
4513
4514                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4515                 cfs_rq->runtime_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
4516                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4517         }
4518 }
4519
4520 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
4521 {
4522         struct cfs_rq *cfs_rq;
4523
4524         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
4525                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
4526                         continue;
4527
4528                 /*
4529                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
4530                  * there's some valid quota amount
4531                  */
4532                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
4533                 /*
4534                  * Offline rq is schedulable till cpu is completely disabled
4535                  * in take_cpu_down(), so we prevent new cfs throttling here.
4536                  */
4537                 cfs_rq->runtime_enabled = 0;
4538
4539                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4540                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
4541         }
4542 }
4543
4544 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
4545 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
4546 {
4547         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
4548 }
4549
4550 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
4551 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
4552 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4553 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4554
4555 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
4556 {
4557         return 0;
4558 }
4559
4560 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
4561 {
4562         return 0;
4563 }
4564
4565 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
4566                                     int src_cpu, int dest_cpu)
4567 {
4568         return 0;
4569 }
4570
4571 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
4572
4573 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4574 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4575 #endif
4576
4577 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
4578 {
4579         return NULL;
4580 }
4581 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
4582 static inline void update_runtime_enabled(struct rq *rq) {}
4583 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
4584
4585 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
4586
4587 /**************************************************
4588  * CFS operations on tasks:
4589  */
4590
4591 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
4592 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4593 {
4594         struct sched_entity *se = &p->se;
4595         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4596
4597         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
4598
4599         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
4600                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
4601                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
4602                 s64 delta = slice - ran;
4603
4604                 if (delta < 0) {
4605                         if (rq->curr == p)
4606                                 resched_curr(rq);
4607                         return;
4608                 }
4609                 hrtick_start(rq, delta);
4610         }
4611 }
4612
4613 /*
4614  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
4615  * current task is from our class and nr_running is low enough
4616  * to matter.
4617  */
4618 static void hrtick_update(struct rq *rq)
4619 {
4620         struct task_struct *curr = rq->curr;
4621
4622         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
4623                 return;
4624
4625         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
4626                 hrtick_start_fair(rq, curr);
4627 }
4628 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
4629 static inline void
4630 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4631 {
4632 }
4633
4634 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
4635 {
4636 }
4637 #endif
4638
4639 #ifdef CONFIG_SMP
4640 static bool cpu_overutilized(int cpu);
4641 unsigned long boosted_cpu_util(int cpu);
4642 #else
4643 #define boosted_cpu_util(cpu) cpu_util(cpu)
4644 #endif
4645
4646 #ifdef CONFIG_SMP
4647 static void update_capacity_of(int cpu)
4648 {
4649         unsigned long req_cap;
4650
4651         if (!sched_freq())
4652                 return;
4653
4654         /* Convert scale-invariant capacity to cpu. */
4655         req_cap = boosted_cpu_util(cpu);
4656         req_cap = req_cap * SCHED_CAPACITY_SCALE / capacity_orig_of(cpu);
4657         set_cfs_cpu_capacity(cpu, true, req_cap);
4658 }
4659 #endif
4660
4661 /*
4662  * The enqueue_task method is called before nr_running is
4663  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
4664  * then put the task into the rbtree:
4665  */
4666 static void
4667 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
4668 {
4669         struct cfs_rq *cfs_rq;
4670         struct sched_entity *se = &p->se;
4671 #ifdef CONFIG_SMP
4672         int task_new = flags & ENQUEUE_WAKEUP_NEW;
4673         int task_wakeup = flags & ENQUEUE_WAKEUP;
4674 #endif
4675
4676         /*
4677          * If in_iowait is set, the code below may not trigger any cpufreq
4678          * utilization updates, so do it here explicitly with the IOWAIT flag
4679          * passed.
4680          */
4681         if (p->in_iowait)
4682                 cpufreq_update_this_cpu(rq, SCHED_CPUFREQ_IOWAIT);
4683
4684         for_each_sched_entity(se) {
4685                 if (se->on_rq)
4686                         break;
4687                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4688                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
4689
4690                 /*
4691                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
4692                  *
4693                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
4694                  * post the final h_nr_running increment below.
4695                 */
4696                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4697                         break;
4698                 cfs_rq->h_nr_running++;
4699                 walt_inc_cfs_cumulative_runnable_avg(cfs_rq, p);
4700
4701                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
4702         }
4703
4704         for_each_sched_entity(se) {
4705                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4706                 cfs_rq->h_nr_running++;
4707                 walt_inc_cfs_cumulative_runnable_avg(cfs_rq, p);
4708
4709                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4710                         break;
4711
4712                 update_load_avg(se, UPDATE_TG);
4713                 update_cfs_shares(cfs_rq);
4714         }
4715
4716         if (!se)
4717                 add_nr_running(rq, 1);
4718
4719 #ifdef CONFIG_SMP
4720
4721         /*
4722          * Update SchedTune accounting.
4723          *
4724          * We do it before updating the CPU capacity to ensure the
4725          * boost value of the current task is accounted for in the
4726          * selection of the OPP.
4727          *
4728          * We do it also in the case where we enqueue a throttled task;
4729          * we could argue that a throttled task should not boost a CPU,
4730          * however:
4731          * a) properly implementing CPU boosting considering throttled
4732          *    tasks will increase a lot the complexity of the solution
4733          * b) it's not easy to quantify the benefits introduced by
4734          *    such a more complex solution.
4735          * Thus, for the time being we go for the simple solution and boost
4736          * also for throttled RQs.
4737          */
4738         schedtune_enqueue_task(p, cpu_of(rq));
4739
4740         if (!se) {
4741                 walt_inc_cumulative_runnable_avg(rq, p);
4742                 if (!task_new && !rq->rd->overutilized &&
4743                     cpu_overutilized(rq->cpu)) {
4744                         rq->rd->overutilized = true;
4745                         trace_sched_overutilized(true);
4746                 }
4747
4748                 /*
4749                  * We want to potentially trigger a freq switch
4750                  * request only for tasks that are waking up; this is
4751                  * because we get here also during load balancing, but
4752                  * in these cases it seems wise to trigger as single
4753                  * request after load balancing is done.
4754                  */
4755                 if (task_new || task_wakeup)
4756                         update_capacity_of(cpu_of(rq));
4757         }
4758
4759 #endif /* CONFIG_SMP */
4760         hrtick_update(rq);
4761 }
4762
4763 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
4764
4765 /*
4766  * The dequeue_task method is called before nr_running is
4767  * decreased. We remove the task from the rbtree and
4768  * update the fair scheduling stats:
4769  */
4770 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
4771 {
4772         struct cfs_rq *cfs_rq;
4773         struct sched_entity *se = &p->se;
4774         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
4775
4776         for_each_sched_entity(se) {
4777                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4778                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
4779
4780                 /*
4781                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
4782                  *
4783                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
4784                  * post the final h_nr_running decrement below.
4785                 */
4786                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4787                         break;
4788                 cfs_rq->h_nr_running--;
4789                 walt_dec_cfs_cumulative_runnable_avg(cfs_rq, p);
4790
4791                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
4792                 if (cfs_rq->load.weight) {
4793                         /* Avoid re-evaluating load for this entity: */
4794                         se = parent_entity(se);
4795                         /*
4796                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
4797                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
4798                          */
4799                         if (task_sleep && se && !throttled_hierarchy(cfs_rq))
4800                                 set_next_buddy(se);
4801                         break;
4802                 }
4803                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
4804         }
4805
4806         for_each_sched_entity(se) {
4807                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4808                 cfs_rq->h_nr_running--;
4809                 walt_dec_cfs_cumulative_runnable_avg(cfs_rq, p);
4810
4811                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4812                         break;
4813
4814                 update_load_avg(se, UPDATE_TG);
4815                 update_cfs_shares(cfs_rq);
4816         }
4817
4818         if (!se)
4819                 sub_nr_running(rq, 1);
4820
4821 #ifdef CONFIG_SMP
4822
4823         /*
4824          * Update SchedTune accounting
4825          *
4826          * We do it before updating the CPU capacity to ensure the
4827          * boost value of the current task is accounted for in the
4828          * selection of the OPP.
4829          */
4830         schedtune_dequeue_task(p, cpu_of(rq));
4831
4832         if (!se) {
4833                 walt_dec_cumulative_runnable_avg(rq, p);
4834
4835                 /*
4836                  * We want to potentially trigger a freq switch
4837                  * request only for tasks that are going to sleep;
4838                  * this is because we get here also during load
4839                  * balancing, but in these cases it seems wise to
4840                  * trigger as single request after load balancing is
4841                  * done.
4842                  */
4843                 if (task_sleep) {
4844                         if (rq->cfs.nr_running)
4845                                 update_capacity_of(cpu_of(rq));
4846                         else if (sched_freq())
4847                                 set_cfs_cpu_capacity(cpu_of(rq), false, 0);
4848                 }
4849         }
4850
4851 #endif /* CONFIG_SMP */
4852
4853         hrtick_update(rq);
4854 }
4855
4856 #ifdef CONFIG_SMP
4857
4858 /*
4859  * per rq 'load' arrray crap; XXX kill this.
4860  */
4861
4862 /*
4863  * The exact cpuload at various idx values, calculated at every tick would be
4864  * load = (2^idx - 1) / 2^idx * load + 1 / 2^idx * cur_load
4865  *
4866  * If a cpu misses updates for n-1 ticks (as it was idle) and update gets called
4867  * on nth tick when cpu may be busy, then we have:
4868  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
4869  * load = (2^idx - 1) / 2^idx) * load + 1 / 2^idx * cur_load
4870  *
4871  * decay_load_missed() below does efficient calculation of
4872  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
4873  * avoiding 0..n-1 loop doing load = ((2^idx - 1) / 2^idx) * load
4874  *
4875  * The calculation is approximated on a 128 point scale.
4876  * degrade_zero_ticks is the number of ticks after which load at any
4877  * particular idx is approximated to be zero.
4878  * degrade_factor is a precomputed table, a row for each load idx.
4879  * Each column corresponds to degradation factor for a power of two ticks,
4880  * based on 128 point scale.
4881  * Example:
4882  * row 2, col 3 (=12) says that the degradation at load idx 2 after
4883  * 8 ticks is 12/128 (which is an approximation of exact factor 3^8/4^8).
4884  *
4885  * With this power of 2 load factors, we can degrade the load n times
4886  * by looking at 1 bits in n and doing as many mult/shift instead of
4887  * n mult/shifts needed by the exact degradation.
4888  */
4889 #define DEGRADE_SHIFT           7
4890 static const unsigned char
4891                 degrade_zero_ticks[CPU_LOAD_IDX_MAX] = {0, 8, 32, 64, 128};
4892 static const unsigned char
4893                 degrade_factor[CPU_LOAD_IDX_MAX][DEGRADE_SHIFT + 1] = {
4894                                         {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
4895                                         {64, 32, 8, 0, 0, 0, 0, 0},
4896                                         {96, 72, 40, 12, 1, 0, 0},
4897                                         {112, 98, 75, 43, 15, 1, 0},
4898                                         {120, 112, 98, 76, 45, 16, 2} };
4899
4900 /*
4901  * Update cpu_load for any missed ticks, due to tickless idle. The backlog
4902  * would be when CPU is idle and so we just decay the old load without
4903  * adding any new load.
4904  */
4905 static unsigned long
4906 decay_load_missed(unsigned long load, unsigned long missed_updates, int idx)
4907 {
4908         int j = 0;
4909
4910         if (!missed_updates)
4911                 return load;
4912
4913         if (missed_updates >= degrade_zero_ticks[idx])
4914                 return 0;
4915
4916         if (idx == 1)
4917                 return load >> missed_updates;
4918
4919         while (missed_updates) {
4920                 if (missed_updates % 2)
4921                         load = (load * degrade_factor[idx][j]) >> DEGRADE_SHIFT;
4922
4923                 missed_updates >>= 1;
4924                 j++;
4925         }
4926         return load;
4927 }
4928
4929 /*
4930  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
4931  * scheduler tick (TICK_NSEC). With tickless idle this will not be called
4932  * every tick. We fix it up based on jiffies.
4933  */
4934 static void __update_cpu_load(struct rq *this_rq, unsigned long this_load,
4935                               unsigned long pending_updates)
4936 {
4937         int i, scale;
4938
4939         this_rq->nr_load_updates++;
4940
4941         /* Update our load: */
4942         this_rq->cpu_load[0] = this_load; /* Fasttrack for idx 0 */
4943         for (i = 1, scale = 2; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
4944                 unsigned long old_load, new_load;
4945
4946                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
4947
4948                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
4949                 old_load = decay_load_missed(old_load, pending_updates - 1, i);
4950                 new_load = this_load;
4951                 /*
4952                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
4953                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
4954                  * example.
4955                  */
4956                 if (new_load > old_load)
4957                         new_load += scale - 1;
4958
4959                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load * (scale - 1) + new_load) >> i;
4960         }
4961
4962         sched_avg_update(this_rq);
4963 }
4964
4965 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
4966 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
4967 {
4968         return cfs_rq_runnable_load_avg(&cpu_rq(cpu)->cfs);
4969 }
4970
4971 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
4972 /*
4973  * There is no sane way to deal with nohz on smp when using jiffies because the
4974  * cpu doing the jiffies update might drift wrt the cpu doing the jiffy reading
4975  * causing off-by-one errors in observed deltas; {0,2} instead of {1,1}.
4976  *
4977  * Therefore we cannot use the delta approach from the regular tick since that
4978  * would seriously skew the load calculation. However we'll make do for those
4979  * updates happening while idle (nohz_idle_balance) or coming out of idle
4980  * (tick_nohz_idle_exit).
4981  *
4982  * This means we might still be one tick off for nohz periods.
4983  */
4984
4985 /*
4986  * Called from nohz_idle_balance() to update the load ratings before doing the
4987  * idle balance.
4988  */
4989 static void update_idle_cpu_load(struct rq *this_rq)
4990 {
4991         unsigned long curr_jiffies = READ_ONCE(jiffies);
4992         unsigned long load = weighted_cpuload(cpu_of(this_rq));
4993         unsigned long pending_updates;
4994
4995         /*
4996          * bail if there's load or we're actually up-to-date.
4997          */
4998         if (load || curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
4999                 return;
5000
5001         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
5002         this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
5003
5004         __update_cpu_load(this_rq, load, pending_updates);
5005 }
5006
5007 /*
5008  * Called from tick_nohz_idle_exit() -- try and fix up the ticks we missed.
5009  */
5010 void update_cpu_load_nohz(void)
5011 {
5012         struct rq *this_rq = this_rq();
5013         unsigned long curr_jiffies = READ_ONCE(jiffies);
5014         unsigned long pending_updates;
5015
5016         if (curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
5017                 return;
5018
5019         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
5020         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
5021         if (pending_updates) {
5022                 this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
5023                 /*
5024                  * We were idle, this means load 0, the current load might be
5025                  * !0 due to remote wakeups and the sort.
5026                  */
5027                 __update_cpu_load(this_rq, 0, pending_updates);
5028         }
5029         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
5030 }
5031 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
5032
5033 /*
5034  * Called from scheduler_tick()
5035  */
5036 void update_cpu_load_active(struct rq *this_rq)
5037 {
5038         unsigned long load = weighted_cpuload(cpu_of(this_rq));
5039         /*
5040          * See the mess around update_idle_cpu_load() / update_cpu_load_nohz().
5041          */
5042         this_rq->last_load_update_tick = jiffies;
5043         __update_cpu_load(this_rq, load, 1);
5044 }
5045
5046 /*
5047  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
5048  * according to the scheduling class and "nice" value.
5049  *
5050  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
5051  * balance conservatively.
5052  */
5053 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
5054 {
5055         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5056         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
5057
5058         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
5059                 return total;
5060
5061         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
5062 }
5063
5064 /*
5065  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
5066  * according to the scheduling class and "nice" value.
5067  */
5068 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
5069 {
5070         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5071         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
5072
5073         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
5074                 return total;
5075
5076         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
5077 }
5078
5079
5080 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
5081 {
5082         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5083         unsigned long nr_running = READ_ONCE(rq->cfs.h_nr_running);
5084         unsigned long load_avg = weighted_cpuload(cpu);
5085
5086         if (nr_running)
5087                 return load_avg / nr_running;
5088
5089         return 0;
5090 }
5091
5092 static void record_wakee(struct task_struct *p)
5093 {
5094         /*
5095          * Rough decay (wiping) for cost saving, don't worry
5096          * about the boundary, really active task won't care
5097          * about the loss.
5098          */
5099         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
5100                 current->wakee_flips >>= 1;
5101                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
5102         }
5103
5104         if (current->last_wakee != p) {
5105                 current->last_wakee = p;
5106                 current->wakee_flips++;
5107         }
5108 }
5109
5110 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
5111 {
5112         struct sched_entity *se = &p->se;
5113         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5114         u64 min_vruntime;
5115
5116 #ifndef CONFIG_64BIT
5117         u64 min_vruntime_copy;
5118
5119         do {
5120                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
5121                 smp_rmb();
5122                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
5123         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
5124 #else
5125         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
5126 #endif
5127
5128         se->vruntime -= min_vruntime;
5129         record_wakee(p);
5130 }
5131
5132 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5133 /*
5134  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
5135  *
5136  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
5137  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
5138  * can calculate the shift in shares.
5139  *
5140  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
5141  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
5142  * total group weight.
5143  *
5144  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
5145  * distribution (s_i) using:
5146  *
5147  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
5148  *
5149  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
5150  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
5151  * shares distribution (s_i):
5152  *
5153  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
5154  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
5155  *
5156  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
5157  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
5158  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
5159  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
5160  *
5161  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
5162  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
5163  *
5164  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
5165  *
5166  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
5167  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
5168  * weight and shares distributions like:
5169  *
5170  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
5171  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
5172  *
5173  * We can then compute the difference in effective weight by using:
5174  *
5175  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
5176  *
5177  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
5178  *
5179  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
5180  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
5181  * 4/7) times the weight of the group.
5182  */
5183 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
5184 {
5185         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
5186
5187         if (!tg->parent)        /* the trivial, non-cgroup case */
5188                 return wl;
5189
5190         for_each_sched_entity(se) {
5191                 struct cfs_rq *cfs_rq = se->my_q;
5192                 long W, w = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
5193
5194                 tg = cfs_rq->tg;
5195
5196                 /*
5197                  * W = @wg + \Sum rw_j
5198                  */
5199                 W = wg + atomic_long_read(&tg->load_avg);
5200
5201                 /* Ensure \Sum rw_j >= rw_i */
5202                 W -= cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
5203                 W += w;
5204
5205                 /*
5206                  * w = rw_i + @wl
5207                  */
5208                 w += wl;
5209
5210                 /*
5211                  * wl = S * s'_i; see (2)
5212                  */
5213                 if (W > 0 && w < W)
5214                         wl = (w * (long)tg->shares) / W;
5215                 else
5216                         wl = tg->shares;
5217
5218                 /*
5219                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
5220                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
5221                  * calc_cfs_shares().
5222                  */
5223                 if (wl < MIN_SHARES)
5224                         wl = MIN_SHARES;
5225
5226                 /*
5227                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
5228                  */
5229                 wl -= se->avg.load_avg;
5230
5231                 /*
5232                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
5233                  * the final effective load change on the root group. Since
5234                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
5235                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
5236                  * resulting from this level per the above.
5237                  */
5238                 wg = 0;
5239         }
5240
5241         return wl;
5242 }
5243 #else
5244
5245 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
5246 {
5247         return wl;
5248 }
5249
5250 #endif
5251
5252 /*
5253  * Returns the current capacity of cpu after applying both
5254  * cpu and freq scaling.
5255  */
5256 unsigned long capacity_curr_of(int cpu)
5257 {
5258         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig *
5259                arch_scale_freq_capacity(NULL, cpu)
5260                >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
5261 }
5262
5263 static inline bool energy_aware(void)
5264 {
5265         return sched_feat(ENERGY_AWARE);
5266 }
5267
5268 struct energy_env {
5269         struct sched_group      *sg_top;
5270         struct sched_group      *sg_cap;
5271         int                     cap_idx;
5272         int                     util_delta;
5273         int                     src_cpu;
5274         int                     dst_cpu;
5275         int                     energy;
5276         int                     payoff;
5277         struct task_struct      *task;
5278         struct {
5279                 int before;
5280                 int after;
5281                 int delta;
5282                 int diff;
5283         } nrg;
5284         struct {
5285                 int before;
5286                 int after;
5287                 int delta;
5288         } cap;
5289 };
5290
5291 /*
5292  * __cpu_norm_util() returns the cpu util relative to a specific capacity,
5293  * i.e. it's busy ratio, in the range [0..SCHED_LOAD_SCALE] which is useful for
5294  * energy calculations. Using the scale-invariant util returned by
5295  * cpu_util() and approximating scale-invariant util by:
5296  *
5297  *   util ~ (curr_freq/max_freq)*1024 * capacity_orig/1024 * running_time/time
5298  *
5299  * the normalized util can be found using the specific capacity.
5300  *
5301  *   capacity = capacity_orig * curr_freq/max_freq
5302  *
5303  *   norm_util = running_time/time ~ util/capacity
5304  */
5305 static unsigned long __cpu_norm_util(int cpu, unsigned long capacity, int delta)
5306 {
5307         int util = __cpu_util(cpu, delta);
5308
5309         if (util >= capacity)
5310                 return SCHED_CAPACITY_SCALE;
5311
5312         return (util << SCHED_CAPACITY_SHIFT)/capacity;
5313 }
5314
5315 static int calc_util_delta(struct energy_env *eenv, int cpu)
5316 {
5317         if (cpu == eenv->src_cpu)
5318                 return -eenv->util_delta;
5319         if (cpu == eenv->dst_cpu)
5320                 return eenv->util_delta;
5321         return 0;
5322 }
5323
5324 static
5325 unsigned long group_max_util(struct energy_env *eenv)
5326 {
5327         int i, delta;
5328         unsigned long max_util = 0;
5329
5330         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(eenv->sg_cap)) {
5331                 delta = calc_util_delta(eenv, i);
5332                 max_util = max(max_util, __cpu_util(i, delta));
5333         }
5334
5335         return max_util;
5336 }
5337
5338 /*
5339  * group_norm_util() returns the approximated group util relative to it's
5340  * current capacity (busy ratio) in the range [0..SCHED_LOAD_SCALE] for use in
5341  * energy calculations. Since task executions may or may not overlap in time in
5342  * the group the true normalized util is between max(cpu_norm_util(i)) and
5343  * sum(cpu_norm_util(i)) when iterating over all cpus in the group, i. The
5344  * latter is used as the estimate as it leads to a more pessimistic energy
5345  * estimate (more busy).
5346  */
5347 static unsigned
5348 long group_norm_util(struct energy_env *eenv, struct sched_group *sg)
5349 {
5350         int i, delta;
5351         unsigned long util_sum = 0;
5352         unsigned long capacity = sg->sge->cap_states[eenv->cap_idx].cap;
5353
5354         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
5355                 delta = calc_util_delta(eenv, i);
5356                 util_sum += __cpu_norm_util(i, capacity, delta);
5357         }
5358
5359         if (util_sum > SCHED_CAPACITY_SCALE)
5360                 return SCHED_CAPACITY_SCALE;
5361         return util_sum;
5362 }
5363
5364 static int find_new_capacity(struct energy_env *eenv,
5365         const struct sched_group_energy * const sge)
5366 {
5367         int idx;
5368         unsigned long util = group_max_util(eenv);
5369
5370         for (idx = 0; idx < sge->nr_cap_states; idx++) {
5371                 if (sge->cap_states[idx].cap >= util)
5372                         break;
5373         }
5374
5375         eenv->cap_idx = idx;
5376
5377         return idx;
5378 }
5379
5380 static int group_idle_state(struct sched_group *sg)
5381 {
5382         int i, state = INT_MAX;
5383
5384         /* Find the shallowest idle state in the sched group. */
5385         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg))
5386                 state = min(state, idle_get_state_idx(cpu_rq(i)));
5387
5388         /* Take non-cpuidle idling into account (active idle/arch_cpu_idle()) */
5389         state++;
5390
5391         return state;
5392 }
5393
5394 /*
5395  * sched_group_energy(): Computes the absolute energy consumption of cpus
5396  * belonging to the sched_group including shared resources shared only by
5397  * members of the group. Iterates over all cpus in the hierarchy below the
5398  * sched_group starting from the bottom working it's way up before going to
5399  * the next cpu until all cpus are covered at all levels. The current
5400  * implementation is likely to gather the same util statistics multiple times.
5401  * This can probably be done in a faster but more complex way.
5402  * Note: sched_group_energy() may fail when racing with sched_domain updates.
5403  */
5404 static int sched_group_energy(struct energy_env *eenv)
5405 {
5406         struct sched_domain *sd;
5407         int cpu, total_energy = 0;
5408         struct cpumask visit_cpus;
5409         struct sched_group *sg;
5410
5411         WARN_ON(!eenv->sg_top->sge);
5412
5413         cpumask_copy(&visit_cpus, sched_group_cpus(eenv->sg_top));
5414
5415         while (!cpumask_empty(&visit_cpus)) {
5416                 struct sched_group *sg_shared_cap = NULL;
5417
5418                 cpu = cpumask_first(&visit_cpus);
5419
5420                 /*
5421                  * Is the group utilization affected by cpus outside this
5422                  * sched_group?
5423                  */
5424                 sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_scs, cpu));
5425
5426                 if (!sd)
5427                         /*
5428                          * We most probably raced with hotplug; returning a
5429                          * wrong energy estimation is better than entering an
5430                          * infinite loop.
5431                          */
5432                         return -EINVAL;
5433
5434                 if (sd->parent)
5435                         sg_shared_cap = sd->parent->groups;
5436
5437                 for_each_domain(cpu, sd) {
5438                         sg = sd->groups;
5439
5440                         /* Has this sched_domain already been visited? */
5441                         if (sd->child && group_first_cpu(sg) != cpu)
5442                                 break;
5443
5444                         do {
5445                                 unsigned long group_util;
5446                                 int sg_busy_energy, sg_idle_energy;
5447                                 int cap_idx, idle_idx;
5448
5449                                 if (sg_shared_cap && sg_shared_cap->group_weight >= sg->group_weight)
5450                                         eenv->sg_cap = sg_shared_cap;
5451                                 else
5452                                         eenv->sg_cap = sg;
5453
5454                                 cap_idx = find_new_capacity(eenv, sg->sge);
5455
5456                                 if (sg->group_weight == 1) {
5457                                         /* Remove capacity of src CPU (before task move) */
5458                                         if (eenv->util_delta == 0 &&
5459                                             cpumask_test_cpu(eenv->src_cpu, sched_group_cpus(sg))) {
5460                                                 eenv->cap.before = sg->sge->cap_states[cap_idx].cap;
5461                                                 eenv->cap.delta -= eenv->cap.before;
5462                                         }
5463                                         /* Add capacity of dst CPU  (after task move) */
5464                                         if (eenv->util_delta != 0 &&
5465                                             cpumask_test_cpu(eenv->dst_cpu, sched_group_cpus(sg))) {
5466                                                 eenv->cap.after = sg->sge->cap_states[cap_idx].cap;
5467                                                 eenv->cap.delta += eenv->cap.after;
5468                                         }
5469                                 }
5470
5471                                 idle_idx = group_idle_state(sg);
5472                                 group_util = group_norm_util(eenv, sg);
5473                                 sg_busy_energy = (group_util * sg->sge->cap_states[cap_idx].power)
5474                                                                 >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
5475                                 sg_idle_energy = ((SCHED_LOAD_SCALE-group_util)
5476                                                                 * sg->sge->idle_states[idle_idx].power)
5477                                                                 >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
5478
5479                                 total_energy += sg_busy_energy + sg_idle_energy;
5480
5481                                 if (!sd->child)
5482                                         cpumask_xor(&visit_cpus, &visit_cpus, sched_group_cpus(sg));
5483
5484                                 if (cpumask_equal(sched_group_cpus(sg), sched_group_cpus(eenv->sg_top)))
5485                                         goto next_cpu;
5486
5487                         } while (sg = sg->next, sg != sd->groups);
5488                 }
5489 next_cpu:
5490                 cpumask_clear_cpu(cpu, &visit_cpus);
5491                 continue;
5492         }
5493
5494         eenv->energy = total_energy;
5495         return 0;
5496 }
5497
5498 static inline bool cpu_in_sg(struct sched_group *sg, int cpu)
5499 {
5500         return cpu != -1 && cpumask_test_cpu(cpu, sched_group_cpus(sg));
5501 }
5502
5503 /*
5504  * energy_diff(): Estimate the energy impact of changing the utilization
5505  * distribution. eenv specifies the change: utilisation amount, source, and
5506  * destination cpu. Source or destination cpu may be -1 in which case the
5507  * utilization is removed from or added to the system (e.g. task wake-up). If
5508  * both are specified, the utilization is migrated.
5509  */
5510 static inline int __energy_diff(struct energy_env *eenv)
5511 {
5512         struct sched_domain *sd;
5513         struct sched_group *sg;
5514         int sd_cpu = -1, energy_before = 0, energy_after = 0;
5515         int diff, margin;
5516
5517         struct energy_env eenv_before = {
5518                 .util_delta     = 0,
5519                 .src_cpu        = eenv->src_cpu,
5520                 .dst_cpu        = eenv->dst_cpu,
5521                 .nrg            = { 0, 0, 0, 0},
5522                 .cap            = { 0, 0, 0 },
5523         };
5524
5525         if (eenv->src_cpu == eenv->dst_cpu)
5526                 return 0;
5527
5528         sd_cpu = (eenv->src_cpu != -1) ? eenv->src_cpu : eenv->dst_cpu;
5529         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_ea, sd_cpu));
5530
5531         if (!sd)
5532                 return 0; /* Error */
5533
5534         sg = sd->groups;
5535
5536         do {
5537                 if (cpu_in_sg(sg, eenv->src_cpu) || cpu_in_sg(sg, eenv->dst_cpu)) {
5538                         eenv_before.sg_top = eenv->sg_top = sg;
5539
5540                         if (sched_group_energy(&eenv_before))
5541                                 return 0; /* Invalid result abort */
5542                         energy_before += eenv_before.energy;
5543
5544                         /* Keep track of SRC cpu (before) capacity */
5545                         eenv->cap.before = eenv_before.cap.before;
5546                         eenv->cap.delta = eenv_before.cap.delta;
5547
5548                         if (sched_group_energy(eenv))
5549                                 return 0; /* Invalid result abort */
5550                         energy_after += eenv->energy;
5551                 }
5552         } while (sg = sg->next, sg != sd->groups);
5553
5554         eenv->nrg.before = energy_before;
5555         eenv->nrg.after = energy_after;
5556         eenv->nrg.diff = eenv->nrg.after - eenv->nrg.before;
5557         eenv->payoff = 0;
5558
5559         trace_sched_energy_diff(eenv->task,
5560                         eenv->src_cpu, eenv->dst_cpu, eenv->util_delta,
5561                         eenv->nrg.before, eenv->nrg.after, eenv->nrg.diff,
5562                         eenv->cap.before, eenv->cap.after, eenv->cap.delta,
5563                         eenv->nrg.delta, eenv->payoff);
5564
5565         /*
5566          * Dead-zone margin preventing too many migrations.
5567          */
5568
5569         margin = eenv->nrg.before >> 6; /* ~1.56% */
5570
5571         diff = eenv->nrg.after - eenv->nrg.before;
5572
5573         eenv->nrg.diff = (abs(diff) < margin) ? 0 : eenv->nrg.diff;
5574
5575         return eenv->nrg.diff;
5576 }
5577
5578 #ifdef CONFIG_SCHED_TUNE
5579
5580 struct target_nrg schedtune_target_nrg;
5581
5582 /*
5583  * System energy normalization
5584  * Returns the normalized value, in the range [0..SCHED_LOAD_SCALE],
5585  * corresponding to the specified energy variation.
5586  */
5587 static inline int
5588 normalize_energy(int energy_diff)
5589 {
5590         u32 normalized_nrg;
5591 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5592         int max_delta;
5593
5594         /* Check for boundaries */
5595         max_delta  = schedtune_target_nrg.max_power;
5596         max_delta -= schedtune_target_nrg.min_power;
5597         WARN_ON(abs(energy_diff) >= max_delta);
5598 #endif
5599
5600         /* Do scaling using positive numbers to increase the range */
5601         normalized_nrg = (energy_diff < 0) ? -energy_diff : energy_diff;
5602
5603         /* Scale by energy magnitude */
5604         normalized_nrg <<= SCHED_LOAD_SHIFT;
5605
5606         /* Normalize on max energy for target platform */
5607         normalized_nrg = reciprocal_divide(
5608                         normalized_nrg, schedtune_target_nrg.rdiv);
5609
5610         return (energy_diff < 0) ? -normalized_nrg : normalized_nrg;
5611 }
5612
5613 static inline int
5614 energy_diff(struct energy_env *eenv)
5615 {
5616         int boost = schedtune_task_boost(eenv->task);
5617         int nrg_delta;
5618
5619         /* Conpute "absolute" energy diff */
5620         __energy_diff(eenv);
5621
5622         /* Return energy diff when boost margin is 0 */
5623         if (boost == 0)
5624                 return eenv->nrg.diff;
5625
5626         /* Compute normalized energy diff */
5627         nrg_delta = normalize_energy(eenv->nrg.diff);
5628         eenv->nrg.delta = nrg_delta;
5629
5630         eenv->payoff = schedtune_accept_deltas(
5631                         eenv->nrg.delta,
5632                         eenv->cap.delta,
5633                         eenv->task);
5634
5635         /*
5636          * When SchedTune is enabled, the energy_diff() function will return
5637          * the computed energy payoff value. Since the energy_diff() return
5638          * value is expected to be negative by its callers, this evaluation
5639          * function return a negative value each time the evaluation return a
5640          * positive payoff, which is the condition for the acceptance of
5641          * a scheduling decision
5642          */
5643         return -eenv->payoff;
5644 }
5645 #else /* CONFIG_SCHED_TUNE */
5646 #define energy_diff(eenv) __energy_diff(eenv)
5647 #endif
5648
5649 /*
5650  * Detect M:N waker/wakee relationships via a switching-frequency heuristic.
5651  * A waker of many should wake a different task than the one last awakened
5652  * at a frequency roughly N times higher than one of its wakees.  In order
5653  * to determine whether we should let the load spread vs consolodating to
5654  * shared cache, we look for a minimum 'flip' frequency of llc_size in one
5655  * partner, and a factor of lls_size higher frequency in the other.  With
5656  * both conditions met, we can be relatively sure that the relationship is
5657  * non-monogamous, with partner count exceeding socket size.  Waker/wakee
5658  * being client/server, worker/dispatcher, interrupt source or whatever is
5659  * irrelevant, spread criteria is apparent partner count exceeds socket size.
5660  */
5661 static int wake_wide(struct task_struct *p)
5662 {
5663         unsigned int master = current->wakee_flips;
5664         unsigned int slave = p->wakee_flips;
5665         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
5666
5667         if (master < slave)
5668                 swap(master, slave);
5669         if (slave < factor || master < slave * factor)
5670                 return 0;
5671         return 1;
5672 }
5673
5674 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5675                        int prev_cpu, int sync)
5676 {
5677         s64 this_load, load;
5678         s64 this_eff_load, prev_eff_load;
5679         int idx, this_cpu;
5680         struct task_group *tg;
5681         unsigned long weight;
5682         int balanced;
5683
5684         idx       = sd->wake_idx;
5685         this_cpu  = smp_processor_id();
5686         load      = source_load(prev_cpu, idx);
5687         this_load = target_load(this_cpu, idx);
5688
5689         /*
5690          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
5691          * effect of the currently running task from the load
5692          * of the current CPU:
5693          */
5694         if (sync) {
5695                 tg = task_group(current);
5696                 weight = current->se.avg.load_avg;
5697
5698                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
5699                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
5700         }
5701
5702         tg = task_group(p);
5703         weight = p->se.avg.load_avg;
5704
5705         /*
5706          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
5707          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
5708          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
5709          * about that, so that's good too.
5710          *
5711          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
5712          * task to be woken on this_cpu.
5713          */
5714         this_eff_load = 100;
5715         this_eff_load *= capacity_of(prev_cpu);
5716
5717         prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
5718         prev_eff_load *= capacity_of(this_cpu);
5719
5720         if (this_load > 0) {
5721                 this_eff_load *= this_load +
5722                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
5723
5724                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
5725         }
5726
5727         balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
5728
5729         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
5730
5731         if (!balanced)
5732                 return 0;
5733
5734         schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
5735         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
5736
5737         return 1;
5738 }
5739
5740 static inline unsigned long task_util(struct task_struct *p)
5741 {
5742 #ifdef CONFIG_SCHED_WALT
5743         if (!walt_disabled && sysctl_sched_use_walt_task_util) {
5744                 unsigned long demand = p->ravg.demand;
5745                 return (demand << 10) / walt_ravg_window;
5746         }
5747 #endif
5748         return p->se.avg.util_avg;
5749 }
5750
5751 static inline unsigned long boosted_task_util(struct task_struct *task);
5752
5753 static inline bool __task_fits(struct task_struct *p, int cpu, int util)
5754 {
5755         unsigned long capacity = capacity_of(cpu);
5756
5757         util += boosted_task_util(p);
5758
5759         return (capacity * 1024) > (util * capacity_margin);
5760 }
5761
5762 static inline bool task_fits_max(struct task_struct *p, int cpu)
5763 {
5764         unsigned long capacity = capacity_of(cpu);
5765         unsigned long max_capacity = cpu_rq(cpu)->rd->max_cpu_capacity.val;
5766
5767         if (capacity == max_capacity)
5768                 return true;
5769
5770         if (capacity * capacity_margin > max_capacity * 1024)
5771                 return true;
5772
5773         return __task_fits(p, cpu, 0);
5774 }
5775
5776 static bool cpu_overutilized(int cpu)
5777 {
5778         return (capacity_of(cpu) * 1024) < (cpu_util(cpu) * capacity_margin);
5779 }
5780
5781 #ifdef CONFIG_SCHED_TUNE
5782
5783 static long
5784 schedtune_margin(unsigned long signal, long boost)
5785 {
5786         long long margin = 0;
5787
5788         /*
5789          * Signal proportional compensation (SPC)
5790          *
5791          * The Boost (B) value is used to compute a Margin (M) which is
5792          * proportional to the complement of the original Signal (S):
5793          *   M = B * (SCHED_LOAD_SCALE - S), if B is positive
5794          *   M = B * S, if B is negative
5795          * The obtained M could be used by the caller to "boost" S.
5796          */
5797         if (boost >= 0) {
5798                 margin  = SCHED_LOAD_SCALE - signal;
5799                 margin *= boost;
5800         } else
5801                 margin = -signal * boost;
5802         /*
5803          * Fast integer division by constant:
5804          *  Constant   :                 (C) = 100
5805          *  Precision  : 0.1%            (P) = 0.1
5806          *  Reference  : C * 100 / P     (R) = 100000
5807          *
5808          * Thus:
5809          *  Shift bits : ceil(log(R,2))  (S) = 17
5810          *  Mult const : round(2^S/C)    (M) = 1311
5811          *
5812          *
5813          */
5814         margin  *= 1311;
5815         margin >>= 17;
5816
5817         if (boost < 0)
5818                 margin *= -1;
5819         return margin;
5820 }
5821
5822 static inline int
5823 schedtune_cpu_margin(unsigned long util, int cpu)
5824 {
5825         int boost = schedtune_cpu_boost(cpu);
5826
5827         if (boost == 0)
5828                 return 0;
5829
5830         return schedtune_margin(util, boost);
5831 }
5832
5833 static inline long
5834 schedtune_task_margin(struct task_struct *task)
5835 {
5836         int boost = schedtune_task_boost(task);
5837         unsigned long util;
5838         long margin;
5839
5840         if (boost == 0)
5841                 return 0;
5842
5843         util = task_util(task);
5844         margin = schedtune_margin(util, boost);
5845
5846         return margin;
5847 }
5848
5849 #else /* CONFIG_SCHED_TUNE */
5850
5851 static inline int
5852 schedtune_cpu_margin(unsigned long util, int cpu)
5853 {
5854         return 0;
5855 }
5856
5857 static inline int
5858 schedtune_task_margin(struct task_struct *task)
5859 {
5860         return 0;
5861 }
5862
5863 #endif /* CONFIG_SCHED_TUNE */
5864
5865 unsigned long
5866 boosted_cpu_util(int cpu)
5867 {
5868         unsigned long util = cpu_util(cpu);
5869         long margin = schedtune_cpu_margin(util, cpu);
5870
5871         trace_sched_boost_cpu(cpu, util, margin);
5872
5873         return util + margin;
5874 }
5875
5876 static inline unsigned long
5877 boosted_task_util(struct task_struct *task)
5878 {
5879         unsigned long util = task_util(task);
5880         long margin = schedtune_task_margin(task);
5881
5882         trace_sched_boost_task(task, util, margin);
5883
5884         return util + margin;
5885 }
5886
5887 static int cpu_util_wake(int cpu, struct task_struct *p);
5888
5889 static unsigned long capacity_spare_wake(int cpu, struct task_struct *p)
5890 {
5891         return capacity_orig_of(cpu) - cpu_util_wake(cpu, p);
5892 }
5893
5894 /*
5895  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
5896  * domain.
5897  */
5898 static struct sched_group *
5899 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5900                   int this_cpu, int sd_flag)
5901 {
5902         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
5903         struct sched_group *most_spare_sg = NULL;
5904         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
5905         unsigned long most_spare = 0, this_spare = 0;
5906         int load_idx = sd->forkexec_idx;
5907         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
5908
5909         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
5910                 load_idx = sd->wake_idx;
5911
5912         do {
5913                 unsigned long load, avg_load, spare_cap, max_spare_cap;
5914                 int local_group;
5915                 int i;
5916
5917                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
5918                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
5919                                         tsk_cpus_allowed(p)))
5920                         continue;
5921
5922                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
5923                                                sched_group_cpus(group));
5924
5925                 /*
5926                  * Tally up the load of all CPUs in the group and find
5927                  * the group containing the CPU with most spare capacity.
5928                  */
5929                 avg_load = 0;
5930                 max_spare_cap = 0;
5931
5932                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
5933                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
5934                         if (local_group)
5935                                 load = source_load(i, load_idx);
5936                         else
5937                                 load = target_load(i, load_idx);
5938
5939                         avg_load += load;
5940
5941                         spare_cap = capacity_spare_wake(i, p);
5942
5943                         if (spare_cap > max_spare_cap)
5944                                 max_spare_cap = spare_cap;
5945                 }
5946
5947                 /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
5948                 avg_load = (avg_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) / group->sgc->capacity;
5949
5950                 if (local_group) {
5951                         this_load = avg_load;
5952                         this_spare = max_spare_cap;
5953                 } else {
5954                         if (avg_load < min_load) {
5955                                 min_load = avg_load;
5956                                 idlest = group;
5957                         }
5958
5959                         if (most_spare < max_spare_cap) {
5960                                 most_spare = max_spare_cap;
5961                                 most_spare_sg = group;
5962                         }
5963                 }
5964         } while (group = group->next, group != sd->groups);
5965
5966         /*
5967          * The cross-over point between using spare capacity or least load
5968          * is too conservative for high utilization tasks on partially
5969          * utilized systems if we require spare_capacity > task_util(p),
5970          * so we allow for some task stuffing by using
5971          * spare_capacity > task_util(p)/2.
5972          */
5973         if (this_spare > task_util(p) / 2 &&
5974             imbalance*this_spare > 100*most_spare)
5975                 return NULL;
5976         else if (most_spare > task_util(p) / 2)
5977                 return most_spare_sg;
5978
5979         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
5980                 return NULL;
5981         return idlest;
5982 }
5983
5984 /*
5985  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
5986  */
5987 static int
5988 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
5989 {
5990         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
5991         unsigned int min_exit_latency = UINT_MAX;
5992         u64 latest_idle_timestamp = 0;
5993         int least_loaded_cpu = this_cpu;
5994         int shallowest_idle_cpu = -1;
5995         int i;
5996
5997         /* Check if we have any choice: */
5998         if (group->group_weight == 1)
5999                 return cpumask_first(sched_group_cpus(group));
6000
6001         /* Traverse only the allowed CPUs */
6002         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
6003                 if (idle_cpu(i)) {
6004                         struct rq *rq = cpu_rq(i);
6005                         struct cpuidle_state *idle = idle_get_state(rq);
6006                         if (idle && idle->exit_latency < min_exit_latency) {
6007                                 /*
6008                                  * We give priority to a CPU whose idle state
6009                                  * has the smallest exit latency irrespective
6010                                  * of any idle timestamp.
6011                                  */
6012                                 min_exit_latency = idle->exit_latency;
6013                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
6014                                 shallowest_idle_cpu = i;
6015                         } else if ((!idle || idle->exit_latency == min_exit_latency) &&
6016                                    rq->idle_stamp > latest_idle_timestamp) {
6017                                 /*
6018                                  * If equal or no active idle state, then
6019                                  * the most recently idled CPU might have
6020                                  * a warmer cache.
6021                                  */
6022                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
6023                                 shallowest_idle_cpu = i;
6024                         }
6025                 } else if (shallowest_idle_cpu == -1) {
6026                         load = weighted_cpuload(i);
6027                         if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
6028                                 min_load = load;
6029                                 least_loaded_cpu = i;
6030                         }
6031                 }
6032         }
6033
6034         return shallowest_idle_cpu != -1 ? shallowest_idle_cpu : least_loaded_cpu;
6035 }
6036
6037 /*
6038  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
6039  */
6040 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev, int target)
6041 {
6042         struct sched_domain *sd;
6043         struct sched_group *sg;
6044         int best_idle_cpu = -1;
6045         int best_idle_cstate = INT_MAX;
6046         unsigned long best_idle_capacity = ULONG_MAX;
6047
6048         if (!sysctl_sched_cstate_aware) {
6049                 if (idle_cpu(target))
6050                         return target;
6051
6052                 /*
6053                  * If the prevous cpu is cache affine and idle, don't be stupid.
6054                  */
6055                 if (prev != target && cpus_share_cache(prev, target) && idle_cpu(prev))
6056                         return prev;
6057         }
6058
6059         /*
6060          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
6061          */
6062         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
6063         for_each_lower_domain(sd) {
6064                 sg = sd->groups;
6065                 do {
6066                         int i;
6067                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
6068                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
6069                                 goto next;
6070
6071                         if (sysctl_sched_cstate_aware) {
6072                                 for_each_cpu_and(i, tsk_cpus_allowed(p), sched_group_cpus(sg)) {
6073                                         int idle_idx = idle_get_state_idx(cpu_rq(i));
6074                                         unsigned long new_usage = boosted_task_util(p);
6075                                         unsigned long capacity_orig = capacity_orig_of(i);
6076
6077                                         if (new_usage > capacity_orig || !idle_cpu(i))
6078                                                 goto next;
6079
6080                                         if (i == target && new_usage <= capacity_curr_of(target))
6081                                                 return target;
6082
6083                                         if (idle_idx < best_idle_cstate &&
6084                                             capacity_orig <= best_idle_capacity) {
6085                                                 best_idle_cpu = i;
6086                                                 best_idle_cstate = idle_idx;
6087                                                 best_idle_capacity = capacity_orig;
6088                                         }
6089                                 }
6090                         } else {
6091                                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
6092                                         if (i == target || !idle_cpu(i))
6093                                                 goto next;
6094                                 }
6095
6096                                 target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
6097                                         tsk_cpus_allowed(p));
6098                                 goto done;
6099                         }
6100 next:
6101                         sg = sg->next;
6102                 } while (sg != sd->groups);
6103         }
6104
6105         if (best_idle_cpu >= 0)
6106                 target = best_idle_cpu;
6107
6108 done:
6109         return target;
6110 }
6111
6112 static int start_cpu(bool boosted)
6113 {
6114         struct root_domain *rd = cpu_rq(smp_processor_id())->rd;
6115
6116         RCU_LOCKDEP_WARN(rcu_read_lock_sched_held(),
6117                            "sched RCU must be held");
6118
6119         return boosted ? rd->max_cap_orig_cpu : rd->min_cap_orig_cpu;
6120 }
6121
6122 static inline int find_best_target(struct task_struct *p, bool boosted, bool prefer_idle)
6123 {
6124         int target_cpu = -1;
6125         unsigned long target_util = prefer_idle ? ULONG_MAX : 0;
6126         unsigned long backup_capacity = ULONG_MAX;
6127         int best_idle_cpu = -1;
6128         int best_idle_cstate = INT_MAX;
6129         int backup_cpu = -1;
6130         unsigned long min_util = boosted_task_util(p);
6131         struct sched_domain *sd;
6132         struct sched_group *sg;
6133         int cpu = start_cpu(boosted);
6134
6135         if (cpu < 0)
6136                 return target_cpu;
6137
6138         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_ea, cpu));
6139
6140         if (!sd)
6141                 return target_cpu;
6142
6143         sg = sd->groups;
6144
6145         do {
6146                 int i;
6147
6148                 for_each_cpu_and(i, tsk_cpus_allowed(p), sched_group_cpus(sg)) {
6149                         unsigned long cur_capacity, new_util;
6150
6151                         if (!cpu_online(i))
6152                                 continue;
6153
6154                         /*
6155                          * p's blocked utilization is still accounted for on prev_cpu
6156                          * so prev_cpu will receive a negative bias due to the double
6157                          * accounting. However, the blocked utilization may be zero.
6158                          */
6159                         new_util = cpu_util(i) + task_util(p);
6160
6161                         /*
6162                          * Ensure minimum capacity to grant the required boost.
6163                          * The target CPU can be already at a capacity level higher
6164                          * than the one required to boost the task.
6165                          */
6166                         new_util = max(min_util, new_util);
6167
6168                         if (new_util > capacity_orig_of(i))
6169                                 continue;
6170
6171 #ifdef CONFIG_SCHED_WALT
6172                         if (walt_cpu_high_irqload(i))
6173                                 continue;
6174 #endif
6175
6176                         /*
6177                          * Unconditionally favoring tasks that prefer idle cpus to
6178                          * improve latency.
6179                          */
6180                         if (idle_cpu(i) && prefer_idle)
6181                                 return i;
6182
6183                         cur_capacity = capacity_curr_of(i);
6184
6185                         if (new_util < cur_capacity) {
6186                                 if (cpu_rq(i)->nr_running) {
6187                                         /*
6188                                          * Find a target cpu with the lowest/highest
6189                                          * utilization if prefer_idle/!prefer_idle.
6190                                          */
6191                                         if ((prefer_idle && target_util > new_util) ||
6192                                             (!prefer_idle && target_util < new_util)) {
6193                                                 target_util = new_util;
6194                                                 target_cpu = i;
6195                                         }
6196                                 } else if (!prefer_idle) {
6197                                         int idle_idx = idle_get_state_idx(cpu_rq(i));
6198
6199                                         if (best_idle_cpu < 0 ||
6200                                                 (sysctl_sched_cstate_aware &&
6201                                                         best_idle_cstate > idle_idx)) {
6202                                                 best_idle_cstate = idle_idx;
6203                                                 best_idle_cpu = i;
6204                                         }
6205                                 }
6206                         } else if (backup_capacity > cur_capacity) {
6207                                 /* Find a backup cpu with least capacity. */
6208                                 backup_capacity = cur_capacity;
6209                                 backup_cpu = i;
6210                         }
6211                 }
6212         } while (sg = sg->next, sg != sd->groups);
6213
6214         if (target_cpu < 0)
6215                 target_cpu = best_idle_cpu >= 0 ? best_idle_cpu : backup_cpu;
6216
6217         return target_cpu;
6218 }
6219
6220 /*
6221  * cpu_util_wake: Compute cpu utilization with any contributions from
6222  * the waking task p removed.
6223  */
6224 static int cpu_util_wake(int cpu, struct task_struct *p)
6225 {
6226         unsigned long util, capacity;
6227
6228         /* Task has no contribution or is new */
6229         if (cpu != task_cpu(p) || !p->se.avg.last_update_time)
6230                 return cpu_util(cpu);
6231
6232         capacity = capacity_orig_of(cpu);
6233         util = max_t(long, cpu_rq(cpu)->cfs.avg.util_avg - task_util(p), 0);
6234
6235         return (util >= capacity) ? capacity : util;
6236 }
6237
6238 /*
6239  * Disable WAKE_AFFINE in the case where task @p doesn't fit in the
6240  * capacity of either the waking CPU @cpu or the previous CPU @prev_cpu.
6241  *
6242  * In that case WAKE_AFFINE doesn't make sense and we'll let
6243  * BALANCE_WAKE sort things out.
6244  */
6245 static int wake_cap(struct task_struct *p, int cpu, int prev_cpu)
6246 {
6247         long min_cap, max_cap;
6248
6249         min_cap = min(capacity_orig_of(prev_cpu), capacity_orig_of(cpu));
6250         max_cap = cpu_rq(cpu)->rd->max_cpu_capacity.val;
6251
6252         /* Minimum capacity is close to max, no need to abort wake_affine */
6253         if (max_cap - min_cap < max_cap >> 3)
6254                 return 0;
6255
6256         /* Bring task utilization in sync with prev_cpu */
6257         sync_entity_load_avg(&p->se);
6258
6259         return min_cap * 1024 < task_util(p) * capacity_margin;
6260 }
6261
6262 static int select_energy_cpu_brute(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sync)
6263 {
6264         struct sched_domain *sd;
6265         int target_cpu = prev_cpu, tmp_target;
6266         bool boosted, prefer_idle;
6267
6268         if (sysctl_sched_sync_hint_enable && sync) {
6269                 int cpu = smp_processor_id();
6270
6271                 if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
6272                         return cpu;
6273         }
6274
6275         rcu_read_lock();
6276 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHEDTUNE
6277         boosted = schedtune_task_boost(p) > 0;
6278         prefer_idle = schedtune_prefer_idle(p) > 0;
6279 #else
6280         boosted = get_sysctl_sched_cfs_boost() > 0;
6281         prefer_idle = 0;
6282 #endif
6283
6284         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_ea, prev_cpu));
6285         /* Find a cpu with sufficient capacity */
6286         tmp_target = find_best_target(p, boosted, prefer_idle);
6287
6288         if (!sd)
6289                 goto unlock;
6290         if (tmp_target >= 0) {
6291                 target_cpu = tmp_target;
6292                 if ((boosted || prefer_idle) && idle_cpu(target_cpu))
6293                         goto unlock;
6294         }
6295
6296         if (target_cpu != prev_cpu) {
6297                 struct energy_env eenv = {
6298                         .util_delta     = task_util(p),
6299                         .src_cpu        = prev_cpu,
6300                         .dst_cpu        = target_cpu,
6301                         .task           = p,
6302                 };
6303
6304                 /* Not enough spare capacity on previous cpu */
6305                 if (cpu_overutilized(prev_cpu))
6306                         goto unlock;
6307
6308                 if (energy_diff(&eenv) >= 0)
6309                         target_cpu = prev_cpu;
6310         }
6311
6312 unlock:
6313         rcu_read_unlock();
6314         return target_cpu;
6315 }
6316
6317 /*
6318  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
6319  * that have the 'sd_flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
6320  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
6321  *
6322  * Balances load by selecting the idlest cpu in the idlest group, or under
6323  * certain conditions an idle sibling cpu if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
6324  *
6325  * Returns the target cpu number.
6326  *
6327  * preempt must be disabled.
6328  */
6329 static int
6330 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
6331 {
6332         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
6333         int cpu = smp_processor_id();
6334         int new_cpu = prev_cpu;
6335         int want_affine = 0;
6336         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
6337
6338         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
6339                 want_affine = !wake_wide(p) && !wake_cap(p, cpu, prev_cpu)
6340                               && cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p));
6341
6342         if (energy_aware() && !(cpu_rq(prev_cpu)->rd->overutilized))
6343                 return select_energy_cpu_brute(p, prev_cpu, sync);
6344
6345         rcu_read_lock();
6346         for_each_domain(cpu, tmp) {
6347                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
6348                         break;
6349
6350                 /*
6351                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
6352                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
6353                  */
6354                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
6355                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
6356                         affine_sd = tmp;
6357                         break;
6358                 }
6359
6360                 if (tmp->flags & sd_flag)
6361                         sd = tmp;
6362                 else if (!want_affine)
6363                         break;
6364         }
6365
6366         if (affine_sd) {
6367                 sd = NULL; /* Prefer wake_affine over balance flags */
6368                 if (cpu != prev_cpu && wake_affine(affine_sd, p, prev_cpu, sync))
6369                         new_cpu = cpu;
6370         }
6371
6372         if (!sd) {
6373                 if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) /* XXX always ? */
6374                         new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu, new_cpu);
6375
6376         } else while (sd) {
6377                 struct sched_group *group;
6378                 int weight;
6379
6380                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
6381                         sd = sd->child;
6382                         continue;
6383                 }
6384
6385                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, sd_flag);
6386                 if (!group) {
6387                         sd = sd->child;
6388                         continue;
6389                 }
6390
6391                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
6392                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
6393                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
6394                         sd = sd->child;
6395                         continue;
6396                 }
6397
6398                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
6399                 cpu = new_cpu;
6400                 weight = sd->span_weight;
6401                 sd = NULL;
6402                 for_each_domain(cpu, tmp) {
6403                         if (weight <= tmp->span_weight)
6404                                 break;
6405                         if (tmp->flags & sd_flag)
6406                                 sd = tmp;
6407                 }
6408                 /* while loop will break here if sd == NULL */
6409         }
6410         rcu_read_unlock();
6411
6412         return new_cpu;
6413 }
6414
6415 /*
6416  * Called immediately before a task is migrated to a new cpu; task_cpu(p) and
6417  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
6418  * previous cpu.  However, the caller only guarantees p->pi_lock is held; no
6419  * other assumptions, including the state of rq->lock, should be made.
6420  */
6421 static void migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p)
6422 {
6423         /*
6424          * We are supposed to update the task to "current" time, then its up to date
6425          * and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we have difficulty in getting
6426          * what current time is, so simply throw away the out-of-date time. This
6427          * will result in the wakee task is less decayed, but giving the wakee more
6428          * load sounds not bad.
6429          */
6430         remove_entity_load_avg(&p->se);
6431
6432         /* Tell new CPU we are migrated */
6433         p->se.avg.last_update_time = 0;
6434
6435         /* We have migrated, no longer consider this task hot */
6436         p->se.exec_start = 0;
6437 }
6438
6439 static void task_dead_fair(struct task_struct *p)
6440 {
6441         remove_entity_load_avg(&p->se);
6442 }
6443 #else
6444 #define task_fits_max(p, cpu) true
6445 #endif /* CONFIG_SMP */
6446
6447 static unsigned long
6448 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
6449 {
6450         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
6451
6452         /*
6453          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
6454          * to virtual-time in his units.
6455          *
6456          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
6457          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
6458          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
6459          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
6460          * be smaller, again penalizing the lighter task.
6461          *
6462          * This is especially important for buddies when the leftmost
6463          * task is higher priority than the buddy.
6464          */
6465         return calc_delta_fair(gran, se);
6466 }
6467
6468 /*
6469  * Should 'se' preempt 'curr'.
6470  *
6471  *             |s1
6472  *        |s2
6473  *   |s3
6474  *         g
6475  *      |<--->|c
6476  *
6477  *  w(c, s1) = -1
6478  *  w(c, s2) =  0
6479  *  w(c, s3) =  1
6480  *
6481  */
6482 static int
6483 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
6484 {
6485         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
6486
6487         if (vdiff <= 0)
6488                 return -1;
6489
6490         gran = wakeup_gran(curr, se);
6491         if (vdiff > gran)
6492                 return 1;
6493
6494         return 0;
6495 }
6496
6497 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
6498 {
6499         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
6500                 return;
6501
6502         for_each_sched_entity(se)
6503                 cfs_rq_of(se)->last = se;
6504 }
6505
6506 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
6507 {
6508         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
6509                 return;
6510
6511         for_each_sched_entity(se)
6512                 cfs_rq_of(se)->next = se;
6513 }
6514
6515 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
6516 {
6517         for_each_sched_entity(se)
6518                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
6519 }
6520
6521 /*
6522  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
6523  */
6524 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
6525 {
6526         struct task_struct *curr = rq->curr;
6527         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
6528         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
6529         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
6530         int next_buddy_marked = 0;
6531
6532         if (unlikely(se == pse))
6533                 return;
6534
6535         /*
6536          * This is possible from callers such as attach_tasks(), in which we
6537          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
6538          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
6539          * next-buddy nomination below.
6540          */
6541         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
6542                 return;
6543
6544         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
6545                 set_next_buddy(pse);
6546                 next_buddy_marked = 1;
6547         }
6548
6549         /*
6550          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
6551          * wake up path.
6552          *
6553          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
6554          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
6555          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
6556          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
6557          * below.
6558          */
6559         if (test_tsk_need_resched(curr))
6560                 return;
6561
6562         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
6563         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
6564             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
6565                 goto preempt;
6566
6567         /*
6568          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
6569          * is driven by the tick):
6570          */
6571         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
6572                 return;
6573
6574         find_matching_se(&se, &pse);
6575         update_curr(cfs_rq_of(se));
6576         BUG_ON(!pse);
6577         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
6578                 /*
6579                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
6580                  * triggering this preemption.
6581                  */
6582                 if (!next_buddy_marked)
6583                         set_next_buddy(pse);
6584                 goto preempt;
6585         }
6586
6587         return;
6588
6589 preempt:
6590         resched_curr(rq);
6591         /*
6592          * Only set the backward buddy when the current task is still
6593          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
6594          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
6595          * point, either of which can * drop the rq lock.
6596          *
6597          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
6598          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
6599          */
6600         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
6601                 return;
6602
6603         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
6604                 set_last_buddy(se);
6605 }
6606
6607 static struct task_struct *
6608 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
6609 {
6610         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
6611         struct sched_entity *se;
6612         struct task_struct *p;
6613         int new_tasks;
6614
6615 again:
6616 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6617         if (!cfs_rq->nr_running)
6618                 goto idle;
6619
6620         if (prev->sched_class != &fair_sched_class)
6621                 goto simple;
6622
6623         /*
6624          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
6625          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
6626          *
6627          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
6628          * hierarchy, only change the part that actually changes.
6629          */
6630
6631         do {
6632                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
6633
6634                 /*
6635                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
6636                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
6637                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
6638                  * forget we've ever seen it.
6639                  */
6640                 if (curr) {
6641                         if (curr->on_rq)
6642                                 update_curr(cfs_rq);
6643                         else
6644                                 curr = NULL;
6645
6646                         /*
6647                          * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the
6648                          * throttle and dequeue its entity in the parent(s).
6649                          * Therefore the 'simple' nr_running test will indeed
6650                          * be correct.
6651                          */
6652                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq)))
6653                                 goto simple;
6654                 }
6655
6656                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
6657                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6658         } while (cfs_rq);
6659
6660         p = task_of(se);
6661
6662         /*
6663          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
6664          * is a different task than we started out with, try and touch the
6665          * least amount of cfs_rqs.
6666          */
6667         if (prev != p) {
6668                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
6669
6670                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
6671                         int se_depth = se->depth;
6672                         int pse_depth = pse->depth;
6673
6674                         if (se_depth <= pse_depth) {
6675                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
6676                                 pse = parent_entity(pse);
6677                         }
6678                         if (se_depth >= pse_depth) {
6679                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
6680                                 se = parent_entity(se);
6681                         }
6682                 }
6683
6684                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
6685                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6686         }
6687
6688         if (hrtick_enabled(rq))
6689                 hrtick_start_fair(rq, p);
6690
6691         rq->misfit_task = !task_fits_max(p, rq->cpu);
6692
6693         return p;
6694 simple:
6695         cfs_rq = &rq->cfs;
6696 #endif
6697
6698         if (!cfs_rq->nr_running)
6699                 goto idle;
6700
6701         put_prev_task(rq, prev);
6702
6703         do {
6704                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
6705                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6706                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6707         } while (cfs_rq);
6708
6709         p = task_of(se);
6710
6711         if (hrtick_enabled(rq))
6712                 hrtick_start_fair(rq, p);
6713
6714         rq->misfit_task = !task_fits_max(p, rq->cpu);
6715
6716         return p;
6717
6718 idle:
6719         rq->misfit_task = 0;
6720         /*
6721          * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being picked
6722          * for load-balance and preemption/IRQs are still disabled avoiding
6723          * further scheduler activity on it and we're being very careful to
6724          * re-start the picking loop.
6725          */
6726         lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
6727         new_tasks = idle_balance(rq);
6728         lockdep_pin_lock(&rq->lock);
6729         /*
6730          * Because idle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
6731          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
6732          * must re-start the pick_next_entity() loop.
6733          */
6734         if (new_tasks < 0)
6735                 return RETRY_TASK;
6736
6737         if (new_tasks > 0)
6738                 goto again;
6739
6740         return NULL;
6741 }
6742
6743 /*
6744  * Account for a descheduled task:
6745  */
6746 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
6747 {
6748         struct sched_entity *se = &prev->se;
6749         struct cfs_rq *cfs_rq;
6750
6751         for_each_sched_entity(se) {
6752                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6753                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
6754         }
6755 }
6756
6757 /*
6758  * sched_yield() is very simple
6759  *
6760  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
6761  */
6762 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
6763 {
6764         struct task_struct *curr = rq->curr;
6765         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
6766         struct sched_entity *se = &curr->se;
6767
6768         /*
6769          * Are we the only task in the tree?
6770          */
6771         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
6772                 return;
6773
6774         clear_buddies(cfs_rq, se);
6775
6776         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
6777                 update_rq_clock(rq);
6778                 /*
6779                  * Update run-time statistics of the 'current'.
6780                  */
6781                 update_curr(cfs_rq);
6782                 /*
6783                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
6784                  * so we don't do microscopic update in schedule()
6785                  * and double the fastpath cost.
6786                  */
6787                 rq_clock_skip_update(rq, true);
6788         }
6789
6790         set_skip_buddy(se);
6791 }
6792
6793 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
6794 {
6795         struct sched_entity *se = &p->se;
6796
6797         /* throttled hierarchies are not runnable */
6798         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
6799                 return false;
6800
6801         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
6802         set_next_buddy(se);
6803
6804         yield_task_fair(rq);
6805
6806         return true;
6807 }
6808
6809 #ifdef CONFIG_SMP
6810 /**************************************************
6811  * Fair scheduling class load-balancing methods.
6812  *
6813  * BASICS
6814  *
6815  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
6816  * per-cpu scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
6817  * time to each task. This is expressed in the following equation:
6818  *
6819  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
6820  *
6821  * Where W_i,n is the n-th weight average for cpu i. The instantaneous weight
6822  * W_i,0 is defined as:
6823  *
6824  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
6825  *
6826  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on cpu i. This weight
6827  * is derived from the nice value as per prio_to_weight[].
6828  *
6829  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
6830  * weight:
6831  *
6832  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
6833  *
6834  * C_i is the compute capacity of cpu i, typically it is the
6835  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
6836  * can also include other factors [XXX].
6837  *
6838  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
6839  * directly from (1):
6840  *
6841  *   imb_i,j = max{ avg(W/C), W_i/C_i } - min{ avg(W/C), W_j/C_j }    (4)
6842  *
6843  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
6844  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
6845  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
6846  *
6847  * [XXX expand on:
6848  *     - infeasible weights;
6849  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
6850  *
6851  *
6852  * SCHED DOMAINS
6853  *
6854  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
6855  * for all i,j solution, we create a tree of cpus that follows the hardware
6856  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
6857  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of cpus going up the
6858  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
6859  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of cpus in
6860  * the groups.
6861  *
6862  * This yields:
6863  *
6864  *     log_2 n     1     n
6865  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
6866  *     i = 0      2^i   2^i
6867  *                               `- size of each group
6868  *         |         |     `- number of cpus doing load-balance
6869  *         |         `- freq
6870  *         `- sum over all levels
6871  *
6872  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
6873  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
6874  *
6875  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
6876  * to every other cpu in at most O(log n) steps:
6877  *
6878  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
6879  *
6880  *             log_2 n     
6881  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
6882  *             k = 0
6883  *
6884  * And you'll find that:
6885  *
6886  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
6887  *
6888  * Showing there's indeed a path between every cpu in at most O(log n) steps.
6889  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
6890  * of:
6891  *
6892  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
6893  *
6894  *
6895  * WORK CONSERVING
6896  *
6897  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
6898  * balancing is more aggressive and has the newly idle cpu iterate up the domain
6899  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
6900  *
6901  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
6902  * time.
6903  *
6904  * [XXX more?]
6905  *
6906  *
6907  * CGROUPS
6908  *
6909  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
6910  *
6911  *                                s_k,i
6912  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
6913  *                                 S_k
6914  *
6915  * Where
6916  *
6917  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
6918  *
6919  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on cpu i.
6920  *
6921  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
6922  * property.
6923  *
6924  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
6925  *      rewrite all of this once again.]
6926  */ 
6927
6928 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
6929
6930 enum fbq_type { regular, remote, all };
6931
6932 enum group_type {
6933         group_other = 0,
6934         group_misfit_task,
6935         group_imbalanced,
6936         group_overloaded,
6937 };
6938
6939 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
6940 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
6941 #define LBF_DST_PINNED  0x04
6942 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
6943
6944 struct lb_env {
6945         struct sched_domain     *sd;
6946
6947         struct rq               *src_rq;
6948         int                     src_cpu;
6949
6950         int                     dst_cpu;
6951         struct rq               *dst_rq;
6952
6953         struct cpumask          *dst_grpmask;
6954         int                     new_dst_cpu;
6955         enum cpu_idle_type      idle;
6956         long                    imbalance;
6957         unsigned int            src_grp_nr_running;
6958         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
6959         struct cpumask          *cpus;
6960
6961         unsigned int            flags;
6962
6963         unsigned int            loop;
6964         unsigned int            loop_break;
6965         unsigned int            loop_max;
6966
6967         enum fbq_type           fbq_type;
6968         enum group_type         busiest_group_type;
6969         struct list_head        tasks;
6970 };
6971
6972 /*
6973  * Is this task likely cache-hot:
6974  */
6975 static int task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6976 {
6977         s64 delta;
6978
6979         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6980
6981         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
6982                 return 0;
6983
6984         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
6985                 return 0;
6986
6987         /*
6988          * Buddy candidates are cache hot:
6989          */
6990         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && env->dst_rq->nr_running &&
6991                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
6992                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
6993                 return 1;
6994
6995         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
6996                 return 1;
6997         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
6998                 return 0;
6999
7000         delta = rq_clock_task(env->src_rq) - p->se.exec_start;
7001
7002         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
7003 }
7004
7005 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7006 /*
7007  * Returns 1, if task migration degrades locality
7008  * Returns 0, if task migration improves locality i.e migration preferred.
7009  * Returns -1, if task migration is not affected by locality.
7010  */
7011 static int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7012 {
7013         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
7014         unsigned long src_faults, dst_faults;
7015         int src_nid, dst_nid;
7016
7017         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
7018                 return -1;
7019
7020         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
7021                 return -1;
7022
7023         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
7024         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
7025
7026         if (src_nid == dst_nid)
7027                 return -1;
7028
7029         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
7030         if (src_nid == p->numa_preferred_nid) {
7031                 if (env->src_rq->nr_running > env->src_rq->nr_preferred_running)
7032                         return 1;
7033                 else
7034                         return -1;
7035         }
7036
7037         /* Encourage migration to the preferred node. */
7038         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
7039                 return 0;
7040
7041         if (numa_group) {
7042                 src_faults = group_faults(p, src_nid);
7043                 dst_faults = group_faults(p, dst_nid);
7044         } else {
7045                 src_faults = task_faults(p, src_nid);
7046                 dst_faults = task_faults(p, dst_nid);
7047         }
7048
7049         return dst_faults < src_faults;
7050 }
7051
7052 #else
7053 static inline int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
7054                                              struct lb_env *env)
7055 {
7056         return -1;
7057 }
7058 #endif
7059
7060 /*
7061  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
7062  */
7063 static
7064 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7065 {
7066         int tsk_cache_hot;
7067
7068         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7069
7070         /*
7071          * We do not migrate tasks that are:
7072          * 1) throttled_lb_pair, or
7073          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
7074          * 3) running (obviously), or
7075          * 4) are cache-hot on their current CPU.
7076          */
7077         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
7078                 return 0;
7079
7080         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
7081                 int cpu;
7082
7083                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
7084
7085                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
7086
7087                 /*
7088                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
7089                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
7090                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
7091                  *
7092                  * Also avoid computing new_dst_cpu if we have already computed
7093                  * one in current iteration.
7094                  */
7095                 if (!env->dst_grpmask || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
7096                         return 0;
7097
7098                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
7099                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
7100                         if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
7101                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
7102                                 env->new_dst_cpu = cpu;
7103                                 break;
7104                         }
7105                 }
7106
7107                 return 0;
7108         }
7109
7110         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
7111         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
7112
7113         if (task_running(env->src_rq, p)) {
7114                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
7115                 return 0;
7116         }
7117
7118         /*
7119          * Aggressive migration if:
7120          * 1) destination numa is preferred
7121          * 2) task is cache cold, or
7122          * 3) too many balance attempts have failed.
7123          */
7124         tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
7125         if (tsk_cache_hot == -1)
7126                 tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
7127
7128         if (tsk_cache_hot <= 0 ||
7129             env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
7130                 if (tsk_cache_hot == 1) {
7131                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
7132                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
7133                 }
7134                 return 1;
7135         }
7136
7137         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
7138         return 0;
7139 }
7140
7141 /*
7142  * detach_task() -- detach the task for the migration specified in env
7143  */
7144 static void detach_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7145 {
7146         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7147
7148         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
7149         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
7150         double_lock_balance(env->src_rq, env->dst_rq);
7151         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
7152         double_unlock_balance(env->src_rq, env->dst_rq);
7153 }
7154
7155 /*
7156  * detach_one_task() -- tries to dequeue exactly one task from env->src_rq, as
7157  * part of active balancing operations within "domain".
7158  *
7159  * Returns a task if successful and NULL otherwise.
7160  */
7161 static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
7162 {
7163         struct task_struct *p, *n;
7164
7165         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7166
7167         list_for_each_entry_safe(p, n, &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
7168                 if (!can_migrate_task(p, env))
7169                         continue;
7170
7171                 detach_task(p, env);
7172
7173                 /*
7174                  * Right now, this is only the second place where
7175                  * lb_gained[env->idle] is updated (other is detach_tasks)
7176                  * so we can safely collect stats here rather than
7177                  * inside detach_tasks().
7178                  */
7179                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
7180                 return p;
7181         }
7182         return NULL;
7183 }
7184
7185 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
7186
7187 /*
7188  * detach_tasks() -- tries to detach up to imbalance weighted load from
7189  * busiest_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
7190  *
7191  * Returns number of detached tasks if successful and 0 otherwise.
7192  */
7193 static int detach_tasks(struct lb_env *env)
7194 {
7195         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
7196         struct task_struct *p;
7197         unsigned long load;
7198         int detached = 0;
7199
7200         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7201
7202         if (env->imbalance <= 0)
7203                 return 0;
7204
7205         while (!list_empty(tasks)) {
7206                 /*
7207                  * We don't want to steal all, otherwise we may be treated likewise,
7208                  * which could at worst lead to a livelock crash.
7209                  */
7210                 if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->src_rq->nr_running <= 1)
7211                         break;
7212
7213                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
7214
7215                 env->loop++;
7216                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
7217                 if (env->loop > env->loop_max)
7218                         break;
7219
7220                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
7221                 if (env->loop > env->loop_break) {
7222                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
7223                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
7224                         break;
7225                 }
7226
7227                 if (!can_migrate_task(p, env))
7228                         goto next;
7229
7230                 load = task_h_load(p);
7231
7232                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
7233                         goto next;
7234
7235                 if ((load / 2) > env->imbalance)
7236                         goto next;
7237
7238                 detach_task(p, env);
7239                 list_add(&p->se.group_node, &env->tasks);
7240
7241                 detached++;
7242                 env->imbalance -= load;
7243
7244 #ifdef CONFIG_PREEMPT
7245                 /*
7246                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
7247                  * kernels will stop after the first task is detached to minimize
7248                  * the critical section.
7249                  */
7250                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
7251                         break;
7252 #endif
7253
7254                 /*
7255                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
7256                  * weighted load.
7257                  */
7258                 if (env->imbalance <= 0)
7259                         break;
7260
7261                 continue;
7262 next:
7263                 list_move_tail(&p->se.group_node, tasks);
7264         }
7265
7266         /*
7267          * Right now, this is one of only two places we collect this stat
7268          * so we can safely collect detach_one_task() stats here rather
7269          * than inside detach_one_task().
7270          */
7271         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], detached);
7272
7273         return detached;
7274 }
7275
7276 /*
7277  * attach_task() -- attach the task detached by detach_task() to its new rq.
7278  */
7279 static void attach_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7280 {
7281         lockdep_assert_held(&rq->lock);
7282
7283         BUG_ON(task_rq(p) != rq);
7284         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
7285         activate_task(rq, p, 0);
7286         check_preempt_curr(rq, p, 0);
7287 }
7288
7289 /*
7290  * attach_one_task() -- attaches the task returned from detach_one_task() to
7291  * its new rq.
7292  */
7293 static void attach_one_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7294 {
7295         raw_spin_lock(&rq->lock);
7296         attach_task(rq, p);
7297         /*
7298          * We want to potentially raise target_cpu's OPP.
7299          */
7300         update_capacity_of(cpu_of(rq));
7301         raw_spin_unlock(&rq->lock);
7302 }
7303
7304 /*
7305  * attach_tasks() -- attaches all tasks detached by detach_tasks() to their
7306  * new rq.
7307  */
7308 static void attach_tasks(struct lb_env *env)
7309 {
7310         struct list_head *tasks = &env->tasks;
7311         struct task_struct *p;
7312
7313         raw_spin_lock(&env->dst_rq->lock);
7314
7315         while (!list_empty(tasks)) {
7316                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
7317                 list_del_init(&p->se.group_node);
7318
7319                 attach_task(env->dst_rq, p);
7320         }
7321
7322         /*
7323          * We want to potentially raise env.dst_cpu's OPP.
7324          */
7325         update_capacity_of(env->dst_cpu);
7326
7327         raw_spin_unlock(&env->dst_rq->lock);
7328 }
7329
7330 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7331 static void update_blocked_averages(int cpu)
7332 {
7333         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7334         struct cfs_rq *cfs_rq;
7335         unsigned long flags;
7336
7337         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7338         update_rq_clock(rq);
7339
7340         /*
7341          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
7342          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
7343          */
7344         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
7345                 /* throttled entities do not contribute to load */
7346                 if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
7347                         continue;
7348
7349                 if (update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_task(cfs_rq), cfs_rq,
7350                                            true))
7351                         update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
7352
7353                 /* Propagate pending load changes to the parent */
7354                 if (cfs_rq->tg->se[cpu])
7355                         update_load_avg(cfs_rq->tg->se[cpu], 0);
7356         }
7357         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7358 }
7359
7360 /*
7361  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
7362  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
7363  * group is a fraction of its parents load.
7364  */
7365 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
7366 {
7367         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
7368         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
7369         unsigned long now = jiffies;
7370         unsigned long load;
7371
7372         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
7373                 return;
7374
7375         cfs_rq->h_load_next = NULL;
7376         for_each_sched_entity(se) {
7377                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7378                 cfs_rq->h_load_next = se;
7379                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
7380                         break;
7381         }
7382
7383         if (!se) {
7384                 cfs_rq->h_load = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
7385                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
7386         }
7387
7388         while ((se = cfs_rq->h_load_next) != NULL) {
7389                 load = cfs_rq->h_load;
7390                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg,
7391                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
7392                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
7393                 cfs_rq->h_load = load;
7394                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
7395         }
7396 }
7397
7398 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
7399 {
7400         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
7401
7402         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
7403         return div64_ul(p->se.avg.load_avg * cfs_rq->h_load,
7404                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
7405 }
7406 #else
7407 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
7408 {
7409         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7410         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
7411         unsigned long flags;
7412
7413         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7414         update_rq_clock(rq);
7415         update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_task(cfs_rq), cfs_rq, true);
7416         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7417 }
7418
7419 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
7420 {
7421         return p->se.avg.load_avg;
7422 }
7423 #endif
7424
7425 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
7426
7427 /*
7428  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
7429  */
7430 struct sg_lb_stats {
7431         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
7432         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
7433         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
7434         unsigned long load_per_task;
7435         unsigned long group_capacity;
7436         unsigned long group_util; /* Total utilization of the group */
7437         unsigned int sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
7438         unsigned int idle_cpus;
7439         unsigned int group_weight;
7440         enum group_type group_type;
7441         int group_no_capacity;
7442         int group_misfit_task; /* A cpu has a task too big for its capacity */
7443 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7444         unsigned int nr_numa_running;
7445         unsigned int nr_preferred_running;
7446 #endif
7447 };
7448
7449 /*
7450  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
7451  *               during load balancing.
7452  */
7453 struct sd_lb_stats {
7454         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
7455         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
7456         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
7457         unsigned long total_capacity;   /* Total capacity of all groups in sd */
7458         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
7459
7460         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
7461         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
7462 };
7463
7464 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
7465 {
7466         /*
7467          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
7468          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
7469          * We must however clear busiest_stat::avg_load because
7470          * update_sd_pick_busiest() reads this before assignment.
7471          */
7472         *sds = (struct sd_lb_stats){
7473                 .busiest = NULL,
7474                 .local = NULL,
7475                 .total_load = 0UL,
7476                 .total_capacity = 0UL,
7477                 .busiest_stat = {
7478                         .avg_load = 0UL,
7479                         .sum_nr_running = 0,
7480                         .group_type = group_other,
7481                 },
7482         };
7483 }
7484
7485 /**
7486  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
7487  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
7488  * @idle: The idle status of the CPU for whose sd load_idx is obtained.
7489  *
7490  * Return: The load index.
7491  */
7492 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
7493                                         enum cpu_idle_type idle)
7494 {
7495         int load_idx;
7496
7497         switch (idle) {
7498         case CPU_NOT_IDLE:
7499                 load_idx = sd->busy_idx;
7500                 break;
7501
7502         case CPU_NEWLY_IDLE:
7503                 load_idx = sd->newidle_idx;
7504                 break;
7505         default:
7506                 load_idx = sd->idle_idx;
7507                 break;
7508         }
7509
7510         return load_idx;
7511 }
7512
7513 static unsigned long scale_rt_capacity(int cpu)
7514 {
7515         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7516         u64 total, used, age_stamp, avg;
7517         s64 delta;
7518
7519         /*
7520          * Since we're reading these variables without serialization make sure
7521          * we read them once before doing sanity checks on them.
7522          */
7523         age_stamp = READ_ONCE(rq->age_stamp);
7524         avg = READ_ONCE(rq->rt_avg);
7525         delta = __rq_clock_broken(rq) - age_stamp;
7526
7527         if (unlikely(delta < 0))
7528                 delta = 0;
7529
7530         total = sched_avg_period() + delta;
7531
7532         used = div_u64(avg, total);
7533
7534         /*
7535          * deadline bandwidth is defined at system level so we must
7536          * weight this bandwidth with the max capacity of the system.
7537          * As a reminder, avg_bw is 20bits width and
7538          * scale_cpu_capacity is 10 bits width
7539          */
7540         used += div_u64(rq->dl.avg_bw, arch_scale_cpu_capacity(NULL, cpu));
7541
7542         if (likely(used < SCHED_CAPACITY_SCALE))
7543                 return SCHED_CAPACITY_SCALE - used;
7544
7545         return 1;
7546 }
7547
7548 void init_max_cpu_capacity(struct max_cpu_capacity *mcc)
7549 {
7550         raw_spin_lock_init(&mcc->lock);
7551         mcc->val = 0;
7552         mcc->cpu = -1;
7553 }
7554
7555 static void update_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7556 {
7557         unsigned long capacity = arch_scale_cpu_capacity(sd, cpu);
7558         struct sched_group *sdg = sd->groups;
7559         struct max_cpu_capacity *mcc;
7560         unsigned long max_capacity;
7561         int max_cap_cpu;
7562         unsigned long flags;
7563
7564         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig = capacity;
7565
7566         mcc = &cpu_rq(cpu)->rd->max_cpu_capacity;
7567
7568         raw_spin_lock_irqsave(&mcc->lock, flags);
7569         max_capacity = mcc->val;
7570         max_cap_cpu = mcc->cpu;
7571
7572         if ((max_capacity > capacity && max_cap_cpu == cpu) ||
7573             (max_capacity < capacity)) {
7574                 mcc->val = capacity;
7575                 mcc->cpu = cpu;
7576 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
7577                 raw_spin_unlock_irqrestore(&mcc->lock, flags);
7578                 printk_deferred(KERN_INFO "CPU%d: update max cpu_capacity %lu\n",
7579                                 cpu, capacity);
7580                 goto skip_unlock;
7581 #endif
7582         }
7583         raw_spin_unlock_irqrestore(&mcc->lock, flags);
7584
7585 skip_unlock: __attribute__ ((unused));
7586         capacity *= scale_rt_capacity(cpu);
7587         capacity >>= SCHED_CAPACITY_SHIFT;
7588
7589         if (!capacity)
7590                 capacity = 1;
7591
7592         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity = capacity;
7593         sdg->sgc->capacity = capacity;
7594         sdg->sgc->max_capacity = capacity;
7595         sdg->sgc->min_capacity = capacity;
7596 }
7597
7598 void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7599 {
7600         struct sched_domain *child = sd->child;
7601         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
7602         unsigned long capacity, max_capacity, min_capacity;
7603         unsigned long interval;
7604
7605         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
7606         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
7607         sdg->sgc->next_update = jiffies + interval;
7608
7609         if (!child) {
7610                 update_cpu_capacity(sd, cpu);
7611                 return;
7612         }
7613
7614         capacity = 0;
7615         max_capacity = 0;
7616         min_capacity = ULONG_MAX;
7617
7618         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
7619                 /*
7620                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
7621                  * span the current group.
7622                  */
7623
7624                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg)) {
7625                         struct sched_group_capacity *sgc;
7626                         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7627
7628                         /*
7629                          * build_sched_domains() -> init_sched_groups_capacity()
7630                          * gets here before we've attached the domains to the
7631                          * runqueues.
7632                          *
7633                          * Use capacity_of(), which is set irrespective of domains
7634                          * in update_cpu_capacity().
7635                          *
7636                          * This avoids capacity from being 0 and
7637                          * causing divide-by-zero issues on boot.
7638                          */
7639                         if (unlikely(!rq->sd)) {
7640                                 capacity += capacity_of(cpu);
7641                         } else {
7642                                 sgc = rq->sd->groups->sgc;
7643                                 capacity += sgc->capacity;
7644                         }
7645
7646                         max_capacity = max(capacity, max_capacity);
7647                         min_capacity = min(capacity, min_capacity);
7648                 }
7649         } else  {
7650                 /*
7651                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
7652                  * span the current group.
7653                  */ 
7654
7655                 group = child->groups;
7656                 do {
7657                         struct sched_group_capacity *sgc = group->sgc;
7658
7659                         capacity += sgc->capacity;
7660                         max_capacity = max(sgc->max_capacity, max_capacity);
7661                         min_capacity = min(sgc->min_capacity, min_capacity);
7662                         group = group->next;
7663                 } while (group != child->groups);
7664         }
7665
7666         sdg->sgc->capacity = capacity;
7667         sdg->sgc->max_capacity = max_capacity;
7668         sdg->sgc->min_capacity = min_capacity;
7669 }
7670
7671 /*
7672  * Check whether the capacity of the rq has been noticeably reduced by side
7673  * activity. The imbalance_pct is used for the threshold.
7674  * Return true is the capacity is reduced
7675  */
7676 static inline int
7677 check_cpu_capacity(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
7678 {
7679         return ((rq->cpu_capacity * sd->imbalance_pct) <
7680                                 (rq->cpu_capacity_orig * 100));
7681 }
7682
7683 /*
7684  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
7685  * groups is inadequate due to tsk_cpus_allowed() constraints.
7686  *
7687  * Imagine a situation of two groups of 4 cpus each and 4 tasks each with a
7688  * cpumask covering 1 cpu of the first group and 3 cpus of the second group.
7689  * Something like:
7690  *
7691  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
7692  *              *     * * *
7693  *
7694  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
7695  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
7696  * cpu 3 and leave one of the cpus in the second group unused.
7697  *
7698  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
7699  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
7700  * moving tasks due to affinity constraints.
7701  *
7702  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
7703  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
7704  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
7705  * to create an effective group imbalance.
7706  *
7707  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
7708  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
7709  * subtle and fragile situation.
7710  */
7711
7712 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
7713 {
7714         return group->sgc->imbalance;
7715 }
7716
7717 /*
7718  * group_has_capacity returns true if the group has spare capacity that could
7719  * be used by some tasks.
7720  * We consider that a group has spare capacity if the  * number of task is
7721  * smaller than the number of CPUs or if the utilization is lower than the
7722  * available capacity for CFS tasks.
7723  * For the latter, we use a threshold to stabilize the state, to take into
7724  * account the variance of the tasks' load and to return true if the available
7725  * capacity in meaningful for the load balancer.
7726  * As an example, an available capacity of 1% can appear but it doesn't make
7727  * any benefit for the load balance.
7728  */
7729 static inline bool
7730 group_has_capacity(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
7731 {
7732         if (sgs->sum_nr_running < sgs->group_weight)
7733                 return true;
7734
7735         if ((sgs->group_capacity * 100) >
7736                         (sgs->group_util * env->sd->imbalance_pct))
7737                 return true;
7738
7739         return false;
7740 }
7741
7742 /*
7743  *  group_is_overloaded returns true if the group has more tasks than it can
7744  *  handle.
7745  *  group_is_overloaded is not equals to !group_has_capacity because a group
7746  *  with the exact right number of tasks, has no more spare capacity but is not
7747  *  overloaded so both group_has_capacity and group_is_overloaded return
7748  *  false.
7749  */
7750 static inline bool
7751 group_is_overloaded(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
7752 {
7753         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight)
7754                 return false;
7755
7756         if ((sgs->group_capacity * 100) <
7757                         (sgs->group_util * env->sd->imbalance_pct))
7758                 return true;
7759
7760         return false;
7761 }
7762
7763
7764 /*
7765  * group_smaller_cpu_capacity: Returns true if sched_group sg has smaller
7766  * per-cpu capacity than sched_group ref.
7767  */
7768 static inline bool
7769 group_smaller_cpu_capacity(struct sched_group *sg, struct sched_group *ref)
7770 {
7771         return sg->sgc->max_capacity + capacity_margin - SCHED_LOAD_SCALE <
7772                                                         ref->sgc->max_capacity;
7773 }
7774
7775 static inline enum
7776 group_type group_classify(struct sched_group *group,
7777                           struct sg_lb_stats *sgs)
7778 {
7779         if (sgs->group_no_capacity)
7780                 return group_overloaded;
7781
7782         if (sg_imbalanced(group))
7783                 return group_imbalanced;
7784
7785         if (sgs->group_misfit_task)
7786                 return group_misfit_task;
7787
7788         return group_other;
7789 }
7790
7791 /**
7792  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
7793  * @env: The load balancing environment.
7794  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
7795  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
7796  * @local_group: Does group contain this_cpu.
7797  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
7798  * @overload: Indicate more than one runnable task for any CPU.
7799  * @overutilized: Indicate overutilization for any CPU.
7800  */
7801 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
7802                         struct sched_group *group, int load_idx,
7803                         int local_group, struct sg_lb_stats *sgs,
7804                         bool *overload, bool *overutilized)
7805 {
7806         unsigned long load;
7807         int i, nr_running;
7808
7809         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
7810
7811         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
7812                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
7813
7814                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
7815                 if (local_group)
7816                         load = target_load(i, load_idx);
7817                 else
7818                         load = source_load(i, load_idx);
7819
7820                 sgs->group_load += load;
7821                 sgs->group_util += cpu_util(i);
7822                 sgs->sum_nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
7823
7824                 nr_running = rq->nr_running;
7825                 if (nr_running > 1)
7826                         *overload = true;
7827
7828 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7829                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
7830                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
7831 #endif
7832                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
7833                 /*
7834                  * No need to call idle_cpu() if nr_running is not 0
7835                  */
7836                 if (!nr_running && idle_cpu(i))
7837                         sgs->idle_cpus++;
7838
7839                 if (cpu_overutilized(i)) {
7840                         *overutilized = true;
7841                         if (!sgs->group_misfit_task && rq->misfit_task)
7842                                 sgs->group_misfit_task = capacity_of(i);
7843                 }
7844         }
7845
7846         /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
7847         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
7848         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_CAPACITY_SCALE) / sgs->group_capacity;
7849
7850         if (sgs->sum_nr_running)
7851                 sgs->load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
7852
7853         sgs->group_weight = group->group_weight;
7854
7855         sgs->group_no_capacity = group_is_overloaded(env, sgs);
7856         sgs->group_type = group_classify(group, sgs);
7857 }
7858
7859 /**
7860  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
7861  * @env: The load balancing environment.
7862  * @sds: sched_domain statistics
7863  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
7864  * @sgs: sched_group statistics
7865  *
7866  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
7867  * busiest group.
7868  *
7869  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
7870  * busiest group. %false otherwise.
7871  */
7872 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
7873                                    struct sd_lb_stats *sds,
7874                                    struct sched_group *sg,
7875                                    struct sg_lb_stats *sgs)
7876 {
7877         struct sg_lb_stats *busiest = &sds->busiest_stat;
7878
7879         if (sgs->group_type > busiest->group_type)
7880                 return true;
7881
7882         if (sgs->group_type < busiest->group_type)
7883                 return false;
7884
7885         /*
7886          * Candidate sg doesn't face any serious load-balance problems
7887          * so don't pick it if the local sg is already filled up.
7888          */
7889         if (sgs->group_type == group_other &&
7890             !group_has_capacity(env, &sds->local_stat))
7891                 return false;
7892
7893         if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
7894                 return false;
7895
7896         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY))
7897                 goto asym_packing;
7898
7899         /*
7900          * Candidate sg has no more than one task per CPU and
7901          * has higher per-CPU capacity. Migrating tasks to less
7902          * capable CPUs may harm throughput. Maximize throughput,
7903          * power/energy consequences are not considered.
7904          */
7905         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight &&
7906             group_smaller_cpu_capacity(sds->local, sg))
7907                 return false;
7908
7909 asym_packing:
7910         /* This is the busiest node in its class. */
7911         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
7912                 return true;
7913
7914         /*
7915          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
7916          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
7917          * higher than ourself as busy.
7918          */
7919         if (sgs->sum_nr_running && env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
7920                 if (!sds->busiest)
7921                         return true;
7922
7923                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
7924                         return true;
7925         }
7926
7927         return false;
7928 }
7929
7930 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7931 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
7932 {
7933         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_numa_running)
7934                 return regular;
7935         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
7936                 return remote;
7937         return all;
7938 }
7939
7940 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
7941 {
7942         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
7943                 return regular;
7944         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
7945                 return remote;
7946         return all;
7947 }
7948 #else
7949 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
7950 {
7951         return all;
7952 }
7953
7954 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
7955 {
7956         return regular;
7957 }
7958 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
7959
7960 /**
7961  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
7962  * @env: The load balancing environment.
7963  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
7964  */
7965 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
7966 {
7967         struct sched_domain *child = env->sd->child;
7968         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
7969         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
7970         int load_idx, prefer_sibling = 0;
7971         bool overload = false, overutilized = false;
7972
7973         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
7974                 prefer_sibling = 1;
7975
7976         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
7977
7978         do {
7979                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
7980                 int local_group;
7981
7982                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
7983                 if (local_group) {
7984                         sds->local = sg;
7985                         sgs = &sds->local_stat;
7986
7987                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
7988                             time_after_eq(jiffies, sg->sgc->next_update))
7989                                 update_group_capacity(env->sd, env->dst_cpu);
7990                 }
7991
7992                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, sgs,
7993                                                 &overload, &overutilized);
7994
7995                 if (local_group)
7996                         goto next_group;
7997
7998                 /*
7999                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
8000                  * first, lower the sg capacity so that we'll try
8001                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
8002                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
8003                  * these excess tasks. The extra check prevents the case where
8004                  * you always pull from the heaviest group when it is already
8005                  * under-utilized (possible with a large weight task outweighs
8006                  * the tasks on the system).
8007                  */
8008                 if (prefer_sibling && sds->local &&
8009                     group_has_capacity(env, &sds->local_stat) &&
8010                     (sgs->sum_nr_running > 1)) {
8011                         sgs->group_no_capacity = 1;
8012                         sgs->group_type = group_classify(sg, sgs);
8013                 }
8014
8015                 /*
8016                  * Ignore task groups with misfit tasks if local group has no
8017                  * capacity or if per-cpu capacity isn't higher.
8018                  */
8019                 if (sgs->group_type == group_misfit_task &&
8020                     (!group_has_capacity(env, &sds->local_stat) ||
8021                      !group_smaller_cpu_capacity(sg, sds->local)))
8022                         sgs->group_type = group_other;
8023
8024                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
8025                         sds->busiest = sg;
8026                         sds->busiest_stat = *sgs;
8027                 }
8028
8029 next_group:
8030                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
8031                 sds->total_load += sgs->group_load;
8032                 sds->total_capacity += sgs->group_capacity;
8033
8034                 sg = sg->next;
8035         } while (sg != env->sd->groups);
8036
8037         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
8038                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
8039
8040         env->src_grp_nr_running = sds->busiest_stat.sum_nr_running;
8041
8042         if (!env->sd->parent) {
8043                 /* update overload indicator if we are at root domain */
8044                 if (env->dst_rq->rd->overload != overload)
8045                         env->dst_rq->rd->overload = overload;
8046
8047                 /* Update over-utilization (tipping point, U >= 0) indicator */
8048                 if (env->dst_rq->rd->overutilized != overutilized) {
8049                         env->dst_rq->rd->overutilized = overutilized;
8050                         trace_sched_overutilized(overutilized);
8051                 }
8052         } else {
8053                 if (!env->dst_rq->rd->overutilized && overutilized) {
8054                         env->dst_rq->rd->overutilized = true;
8055                         trace_sched_overutilized(true);
8056                 }
8057         }
8058
8059 }
8060
8061 /**
8062  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
8063  *                      sched doman.
8064  *
8065  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
8066  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
8067  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
8068  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
8069  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
8070  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
8071  *
8072  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
8073  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
8074  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
8075  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
8076  * number.
8077  *
8078  * Return: 1 when packing is required and a task should be moved to
8079  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
8080  *
8081  * @env: The load balancing environment.
8082  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
8083  */
8084 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8085 {
8086         int busiest_cpu;
8087
8088         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
8089                 return 0;
8090
8091         if (!sds->busiest)
8092                 return 0;
8093
8094         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
8095         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
8096                 return 0;
8097
8098         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
8099                 sds->busiest_stat.avg_load * sds->busiest_stat.group_capacity,
8100                 SCHED_CAPACITY_SCALE);
8101
8102         return 1;
8103 }
8104
8105 /**
8106  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
8107  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
8108  *                      load balancing.
8109  * @env: The load balancing environment.
8110  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
8111  */
8112 static inline
8113 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8114 {
8115         unsigned long tmp, capa_now = 0, capa_move = 0;
8116         unsigned int imbn = 2;
8117         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
8118         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
8119
8120         local = &sds->local_stat;
8121         busiest = &sds->busiest_stat;
8122
8123         if (!local->sum_nr_running)
8124                 local->load_per_task = cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
8125         else if (busiest->load_per_task > local->load_per_task)
8126                 imbn = 1;
8127
8128         scaled_busy_load_per_task =
8129                 (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8130                 busiest->group_capacity;
8131
8132         if (busiest->avg_load + scaled_busy_load_per_task >=
8133             local->avg_load + (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
8134                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
8135                 return;
8136         }
8137
8138         /*
8139          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
8140          * however we may be able to increase total CPU capacity used by
8141          * moving them.
8142          */
8143
8144         capa_now += busiest->group_capacity *
8145                         min(busiest->load_per_task, busiest->avg_load);
8146         capa_now += local->group_capacity *
8147                         min(local->load_per_task, local->avg_load);
8148         capa_now /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
8149
8150         /* Amount of load we'd subtract */
8151         if (busiest->avg_load > scaled_busy_load_per_task) {
8152                 capa_move += busiest->group_capacity *
8153                             min(busiest->load_per_task,
8154                                 busiest->avg_load - scaled_busy_load_per_task);
8155         }
8156
8157         /* Amount of load we'd add */
8158         if (busiest->avg_load * busiest->group_capacity <
8159             busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) {
8160                 tmp = (busiest->avg_load * busiest->group_capacity) /
8161                       local->group_capacity;
8162         } else {
8163                 tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8164                       local->group_capacity;
8165         }
8166         capa_move += local->group_capacity *
8167                     min(local->load_per_task, local->avg_load + tmp);
8168         capa_move /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
8169
8170         /* Move if we gain throughput */
8171         if (capa_move > capa_now)
8172                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
8173 }
8174
8175 /**
8176  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
8177  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
8178  * @env: load balance environment
8179  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
8180  */
8181 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8182 {
8183         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
8184         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
8185
8186         local = &sds->local_stat;
8187         busiest = &sds->busiest_stat;
8188
8189         if (busiest->group_type == group_imbalanced) {
8190                 /*
8191                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
8192                  * to ensure cpu-load equilibrium, look at wider averages. XXX
8193                  */
8194                 busiest->load_per_task =
8195                         min(busiest->load_per_task, sds->avg_load);
8196         }
8197
8198         /*
8199          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
8200          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
8201          * its cpu_capacity, while calculating max_load..)
8202          */
8203         if (busiest->avg_load <= sds->avg_load ||
8204             local->avg_load >= sds->avg_load) {
8205                 /* Misfitting tasks should be migrated in any case */
8206                 if (busiest->group_type == group_misfit_task) {
8207                         env->imbalance = busiest->group_misfit_task;
8208                         return;
8209                 }
8210
8211                 /*
8212                  * Busiest group is overloaded, local is not, use the spare
8213                  * cycles to maximize throughput
8214                  */
8215                 if (busiest->group_type == group_overloaded &&
8216                     local->group_type <= group_misfit_task) {
8217                         env->imbalance = busiest->load_per_task;
8218                         return;
8219                 }
8220
8221                 env->imbalance = 0;
8222                 return fix_small_imbalance(env, sds);
8223         }
8224
8225         /*
8226          * If there aren't any idle cpus, avoid creating some.
8227          */
8228         if (busiest->group_type == group_overloaded &&
8229             local->group_type   == group_overloaded) {
8230                 load_above_capacity = busiest->sum_nr_running *
8231                                         SCHED_LOAD_SCALE;
8232                 if (load_above_capacity > busiest->group_capacity)
8233                         load_above_capacity -= busiest->group_capacity;
8234                 else
8235                         load_above_capacity = ~0UL;
8236         }
8237
8238         /*
8239          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
8240          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
8241          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
8242          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
8243          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
8244          * for the minimum possible imbalance.
8245          */
8246         max_pull = min(busiest->avg_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
8247
8248         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
8249         env->imbalance = min(
8250                 max_pull * busiest->group_capacity,
8251                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_capacity
8252         ) / SCHED_CAPACITY_SCALE;
8253
8254         /* Boost imbalance to allow misfit task to be balanced. */
8255         if (busiest->group_type == group_misfit_task)
8256                 env->imbalance = max_t(long, env->imbalance,
8257                                      busiest->group_misfit_task);
8258
8259         /*
8260          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
8261          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
8262          * a think about bumping its value to force at least one task to be
8263          * moved
8264          */
8265         if (env->imbalance < busiest->load_per_task)
8266                 return fix_small_imbalance(env, sds);
8267 }
8268
8269 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
8270
8271 /**
8272  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
8273  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
8274  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
8275  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
8276  * such a group exists.
8277  *
8278  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
8279  * to restore balance.
8280  *
8281  * @env: The load balancing environment.
8282  *
8283  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
8284  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
8285  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
8286  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
8287  */
8288 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
8289 {
8290         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
8291         struct sd_lb_stats sds;
8292
8293         init_sd_lb_stats(&sds);
8294
8295         /*
8296          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
8297          * this level.
8298          */
8299         update_sd_lb_stats(env, &sds);
8300
8301         if (energy_aware() && !env->dst_rq->rd->overutilized)
8302                 goto out_balanced;
8303
8304         local = &sds.local_stat;
8305         busiest = &sds.busiest_stat;
8306
8307         /* ASYM feature bypasses nice load balance check */
8308         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
8309             check_asym_packing(env, &sds))
8310                 return sds.busiest;
8311
8312         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
8313         if (!sds.busiest || busiest->sum_nr_running == 0)
8314                 goto out_balanced;
8315
8316         sds.avg_load = (SCHED_CAPACITY_SCALE * sds.total_load)
8317                                                 / sds.total_capacity;
8318
8319         /*
8320          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
8321          * work because they assume all things are equal, which typically
8322          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
8323          */
8324         if (busiest->group_type == group_imbalanced)
8325                 goto force_balance;
8326
8327         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
8328         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && group_has_capacity(env, local) &&
8329             busiest->group_no_capacity)
8330                 goto force_balance;
8331
8332         /* Misfitting tasks should be dealt with regardless of the avg load */
8333         if (busiest->group_type == group_misfit_task) {
8334                 goto force_balance;
8335         }
8336
8337         /*
8338          * If the local group is busier than the selected busiest group
8339          * don't try and pull any tasks.
8340          */
8341         if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
8342                 goto out_balanced;
8343
8344         /*
8345          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
8346          * average load.
8347          */
8348         if (local->avg_load >= sds.avg_load)
8349                 goto out_balanced;
8350
8351         if (env->idle == CPU_IDLE) {
8352                 /*
8353                  * This cpu is idle. If the busiest group is not overloaded
8354                  * and there is no imbalance between this and busiest group
8355                  * wrt idle cpus, it is balanced. The imbalance becomes
8356                  * significant if the diff is greater than 1 otherwise we
8357                  * might end up to just move the imbalance on another group
8358                  */
8359                 if ((busiest->group_type != group_overloaded) &&
8360                     (local->idle_cpus <= (busiest->idle_cpus + 1)) &&
8361                     !group_smaller_cpu_capacity(sds.busiest, sds.local))
8362                         goto out_balanced;
8363         } else {
8364                 /*
8365                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
8366                  * imbalance_pct to be conservative.
8367                  */
8368                 if (100 * busiest->avg_load <=
8369                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
8370                         goto out_balanced;
8371         }
8372
8373 force_balance:
8374         env->busiest_group_type = busiest->group_type;
8375         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
8376         calculate_imbalance(env, &sds);
8377         return sds.busiest;
8378
8379 out_balanced:
8380         env->imbalance = 0;
8381         return NULL;
8382 }
8383
8384 /*
8385  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
8386  */
8387 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
8388                                      struct sched_group *group)
8389 {
8390         struct rq *busiest = NULL, *rq;
8391         unsigned long busiest_load = 0, busiest_capacity = 1;
8392         int i;
8393
8394         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
8395                 unsigned long capacity, wl;
8396                 enum fbq_type rt;
8397
8398                 rq = cpu_rq(i);
8399                 rt = fbq_classify_rq(rq);
8400
8401                 /*
8402                  * We classify groups/runqueues into three groups:
8403                  *  - regular: there are !numa tasks
8404                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
8405                  *  - all:     there is no distinction
8406                  *
8407                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
8408                  * ignore those when there's better options.
8409                  *
8410                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
8411                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
8412                  * queue by moving tasks around inside the node.
8413                  *
8414                  * If we cannot move enough load due to this classification
8415                  * the next pass will adjust the group classification and
8416                  * allow migration of more tasks.
8417                  *
8418                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
8419                  */
8420                 if (rt > env->fbq_type)
8421                         continue;
8422
8423                 capacity = capacity_of(i);
8424
8425                 wl = weighted_cpuload(i);
8426
8427                 /*
8428                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
8429                  * which is not scaled with the cpu capacity.
8430                  */
8431
8432                 if (rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance &&
8433                     !check_cpu_capacity(rq, env->sd) &&
8434                     env->busiest_group_type != group_misfit_task)
8435                         continue;
8436
8437                 /*
8438                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
8439                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu capacity, so
8440                  * that the load can be moved away from the cpu that is
8441                  * potentially running at a lower capacity.
8442                  *
8443                  * Thus we're looking for max(wl_i / capacity_i), crosswise
8444                  * multiplication to rid ourselves of the division works out
8445                  * to: wl_i * capacity_j > wl_j * capacity_i;  where j is
8446                  * our previous maximum.
8447                  */
8448                 if (wl * busiest_capacity > busiest_load * capacity) {
8449                         busiest_load = wl;
8450                         busiest_capacity = capacity;
8451                         busiest = rq;
8452                 }
8453         }
8454
8455         return busiest;
8456 }
8457
8458 /*
8459  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
8460  * so long as it is large enough.
8461  */
8462 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
8463
8464 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
8465 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
8466
8467 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
8468 {
8469         struct sched_domain *sd = env->sd;
8470
8471         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
8472
8473                 /*
8474                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
8475                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
8476                  * lowest numbered CPUs.
8477                  */
8478                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
8479                         return 1;
8480         }
8481
8482         /*
8483          * The dst_cpu is idle and the src_cpu CPU has only 1 CFS task.
8484          * It's worth migrating the task if the src_cpu's capacity is reduced
8485          * because of other sched_class or IRQs if more capacity stays
8486          * available on dst_cpu.
8487          */
8488         if ((env->idle != CPU_NOT_IDLE) &&
8489             (env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1)) {
8490                 if ((check_cpu_capacity(env->src_rq, sd)) &&
8491                     (capacity_of(env->src_cpu)*sd->imbalance_pct < capacity_of(env->dst_cpu)*100))
8492                         return 1;
8493         }
8494
8495         if ((capacity_of(env->src_cpu) < capacity_of(env->dst_cpu)) &&
8496                                 env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1 &&
8497                                 cpu_overutilized(env->src_cpu) &&
8498                                 !cpu_overutilized(env->dst_cpu)) {
8499                         return 1;
8500         }
8501
8502         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
8503 }
8504
8505 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
8506
8507 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
8508 {
8509         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
8510         struct cpumask *sg_cpus, *sg_mask;
8511         int cpu, balance_cpu = -1;
8512
8513         /*
8514          * In the newly idle case, we will allow all the cpu's
8515          * to do the newly idle load balance.
8516          */
8517         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
8518                 return 1;
8519
8520         sg_cpus = sched_group_cpus(sg);
8521         sg_mask = sched_group_mask(sg);
8522         /* Try to find first idle cpu */
8523         for_each_cpu_and(cpu, sg_cpus, env->cpus) {
8524                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, sg_mask) || !idle_cpu(cpu))
8525                         continue;
8526
8527                 balance_cpu = cpu;
8528                 break;
8529         }
8530
8531         if (balance_cpu == -1)
8532                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
8533
8534         /*
8535          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
8536          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
8537          */
8538         return balance_cpu == env->dst_cpu;
8539 }
8540
8541 /*
8542  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
8543  * tasks if there is an imbalance.
8544  */
8545 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
8546                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
8547                         int *continue_balancing)
8548 {
8549         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
8550         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
8551         struct sched_group *group;
8552         struct rq *busiest;
8553         unsigned long flags;
8554         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(load_balance_mask);
8555
8556         struct lb_env env = {
8557                 .sd             = sd,
8558                 .dst_cpu        = this_cpu,
8559                 .dst_rq         = this_rq,
8560                 .dst_grpmask    = sched_group_cpus(sd->groups),
8561                 .idle           = idle,
8562                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
8563                 .cpus           = cpus,
8564                 .fbq_type       = all,
8565                 .tasks          = LIST_HEAD_INIT(env.tasks),
8566         };
8567
8568         /*
8569          * For NEWLY_IDLE load_balancing, we don't need to consider
8570          * other cpus in our group
8571          */
8572         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
8573                 env.dst_grpmask = NULL;
8574
8575         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
8576
8577         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
8578
8579 redo:
8580         if (!should_we_balance(&env)) {
8581                 *continue_balancing = 0;
8582                 goto out_balanced;
8583         }
8584
8585         group = find_busiest_group(&env);
8586         if (!group) {
8587                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
8588                 goto out_balanced;
8589         }
8590
8591         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
8592         if (!busiest) {
8593                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
8594                 goto out_balanced;
8595         }
8596
8597         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
8598
8599         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
8600
8601         env.src_cpu = busiest->cpu;
8602         env.src_rq = busiest;
8603
8604         ld_moved = 0;
8605         if (busiest->nr_running > 1) {
8606                 /*
8607                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
8608                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
8609                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
8610                  * correctly treated as an imbalance.
8611                  */
8612                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
8613                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
8614
8615 more_balance:
8616                 raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
8617
8618                 /*
8619                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
8620                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
8621                  */
8622                 cur_ld_moved = detach_tasks(&env);
8623                 /*
8624                  * We want to potentially lower env.src_cpu's OPP.
8625                  */
8626                 if (cur_ld_moved)
8627                         update_capacity_of(env.src_cpu);
8628
8629                 /*
8630                  * We've detached some tasks from busiest_rq. Every
8631                  * task is masked "TASK_ON_RQ_MIGRATING", so we can safely
8632                  * unlock busiest->lock, and we are able to be sure
8633                  * that nobody can manipulate the tasks in parallel.
8634                  * See task_rq_lock() family for the details.
8635                  */
8636
8637                 raw_spin_unlock(&busiest->lock);
8638
8639                 if (cur_ld_moved) {
8640                         attach_tasks(&env);
8641                         ld_moved += cur_ld_moved;
8642                 }
8643
8644                 local_irq_restore(flags);
8645
8646                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
8647                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
8648                         goto more_balance;
8649                 }
8650
8651                 /*
8652                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
8653                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
8654                  * where they can run. The upper limit on how many times we
8655                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
8656                  * sched_group.
8657                  *
8658                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
8659                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
8660                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
8661                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
8662                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
8663                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
8664                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
8665                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
8666                  * This however should not happen so much in practice and
8667                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
8668                  * excess load moved.
8669                  */
8670                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
8671
8672                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
8673                         cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
8674
8675                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
8676                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
8677                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
8678                         env.loop         = 0;
8679                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
8680
8681                         /*
8682                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
8683                          * need to continue with same src_cpu.
8684                          */
8685                         goto more_balance;
8686                 }
8687
8688                 /*
8689                  * We failed to reach balance because of affinity.
8690                  */
8691                 if (sd_parent) {
8692                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
8693
8694                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0)
8695                                 *group_imbalance = 1;
8696                 }
8697
8698                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
8699                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
8700                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
8701                         if (!cpumask_empty(cpus)) {
8702                                 env.loop = 0;
8703                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
8704                                 goto redo;
8705                         }
8706                         goto out_all_pinned;
8707                 }
8708         }
8709
8710         if (!ld_moved) {
8711                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
8712                 /*
8713                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
8714                  * We do not want newidle balance, which can be very
8715                  * frequent, pollute the failure counter causing
8716                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
8717                  */
8718                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
8719                         if (env.src_grp_nr_running > 1)
8720                                 sd->nr_balance_failed++;
8721
8722                 if (need_active_balance(&env)) {
8723                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
8724
8725                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
8726                          * if the curr task on busiest cpu can't be
8727                          * moved to this_cpu
8728                          */
8729                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
8730                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
8731                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
8732                                                             flags);
8733                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
8734                                 goto out_one_pinned;
8735                         }
8736
8737                         /*
8738                          * ->active_balance synchronizes accesses to
8739                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
8740                          * only after active load balance is finished.
8741                          */
8742                         if (!busiest->active_balance) {
8743                                 busiest->active_balance = 1;
8744                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
8745                                 active_balance = 1;
8746                         }
8747                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
8748
8749                         if (active_balance) {
8750                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
8751                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
8752                                         &busiest->active_balance_work);
8753                         }
8754
8755                         /*
8756                          * We've kicked active balancing, reset the failure
8757                          * counter.
8758                          */
8759                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
8760                 }
8761         } else
8762                 sd->nr_balance_failed = 0;
8763
8764         if (likely(!active_balance)) {
8765                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
8766                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
8767         } else {
8768                 /*
8769                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
8770                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
8771                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
8772                  * detach_tasks).
8773                  */
8774                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
8775                         sd->balance_interval *= 2;
8776         }
8777
8778         goto out;
8779
8780 out_balanced:
8781         /*
8782          * We reach balance although we may have faced some affinity
8783          * constraints. Clear the imbalance flag if it was set.
8784          */
8785         if (sd_parent) {
8786                 int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
8787
8788                 if (*group_imbalance)
8789                         *group_imbalance = 0;
8790         }
8791
8792 out_all_pinned:
8793         /*
8794          * We reach balance because all tasks are pinned at this level so
8795          * we can't migrate them. Let the imbalance flag set so parent level
8796          * can try to migrate them.
8797          */
8798         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
8799
8800         sd->nr_balance_failed = 0;
8801
8802 out_one_pinned:
8803         /* tune up the balancing interval */
8804         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
8805                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
8806                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
8807                 sd->balance_interval *= 2;
8808
8809         ld_moved = 0;
8810 out:
8811         return ld_moved;
8812 }
8813
8814 static inline unsigned long
8815 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
8816 {
8817         unsigned long interval = sd->balance_interval;
8818
8819         if (cpu_busy)
8820                 interval *= sd->busy_factor;
8821
8822         /* scale ms to jiffies */
8823         interval = msecs_to_jiffies(interval);
8824         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
8825
8826         return interval;
8827 }
8828
8829 static inline void
8830 update_next_balance(struct sched_domain *sd, int cpu_busy, unsigned long *next_balance)
8831 {
8832         unsigned long interval, next;
8833
8834         interval = get_sd_balance_interval(sd, cpu_busy);
8835         next = sd->last_balance + interval;
8836
8837         if (time_after(*next_balance, next))
8838                 *next_balance = next;
8839 }
8840
8841 /*
8842  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
8843  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
8844  */
8845 static int idle_balance(struct rq *this_rq)
8846 {
8847         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
8848         int this_cpu = this_rq->cpu;
8849         struct sched_domain *sd;
8850         int pulled_task = 0;
8851         u64 curr_cost = 0;
8852         long removed_util=0;
8853
8854         idle_enter_fair(this_rq);
8855
8856         /*
8857          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
8858          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
8859          */
8860         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
8861
8862         if (!energy_aware() &&
8863             (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost ||
8864              !this_rq->rd->overload)) {
8865                 rcu_read_lock();
8866                 sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
8867                 if (sd)
8868                         update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
8869                 rcu_read_unlock();
8870
8871                 goto out;
8872         }
8873
8874         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
8875
8876         /*
8877          * If removed_util_avg is !0 we most probably migrated some task away
8878          * from this_cpu. In this case we might be willing to trigger an OPP
8879          * update, but we want to do so if we don't find anybody else to pull
8880          * here (we will trigger an OPP update with the pulled task's enqueue
8881          * anyway).
8882          *
8883          * Record removed_util before calling update_blocked_averages, and use
8884          * it below (before returning) to see if an OPP update is required.
8885          */
8886         removed_util = atomic_long_read(&(this_rq->cfs).removed_util_avg);
8887         update_blocked_averages(this_cpu);
8888         rcu_read_lock();
8889         for_each_domain(this_cpu, sd) {
8890                 int continue_balancing = 1;
8891                 u64 t0, domain_cost;
8892
8893                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
8894                         continue;
8895
8896                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost) {
8897                         update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
8898                         break;
8899                 }
8900
8901                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
8902                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
8903
8904                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
8905                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
8906                                                    &continue_balancing);
8907
8908                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
8909                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
8910                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
8911
8912                         curr_cost += domain_cost;
8913                 }
8914
8915                 update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
8916
8917                 /*
8918                  * Stop searching for tasks to pull if there are
8919                  * now runnable tasks on this rq.
8920                  */
8921                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0)
8922                         break;
8923         }
8924         rcu_read_unlock();
8925
8926         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
8927
8928         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
8929                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
8930
8931         /*
8932          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
8933          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
8934          * pretend we pulled a task.
8935          */
8936         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
8937                 pulled_task = 1;
8938
8939 out:
8940         /* Move the next balance forward */
8941         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
8942                 this_rq->next_balance = next_balance;
8943
8944         /* Is there a task of a high priority class? */
8945         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
8946                 pulled_task = -1;
8947
8948         if (pulled_task) {
8949                 idle_exit_fair(this_rq);
8950                 this_rq->idle_stamp = 0;
8951         } else if (removed_util) {
8952                 /*
8953                  * No task pulled and someone has been migrated away.
8954                  * Good case to trigger an OPP update.
8955                  */
8956                 update_capacity_of(this_cpu);
8957         }
8958
8959         return pulled_task;
8960 }
8961
8962 /*
8963  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
8964  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
8965  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
8966  * avoids physical / logical imbalances.
8967  */
8968 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
8969 {
8970         struct rq *busiest_rq = data;
8971         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
8972         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
8973         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
8974         struct sched_domain *sd;
8975         struct task_struct *p = NULL;
8976
8977         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
8978
8979         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
8980         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
8981                      !busiest_rq->active_balance))
8982                 goto out_unlock;
8983
8984         /* Is there any task to move? */
8985         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
8986                 goto out_unlock;
8987
8988         /*
8989          * This condition is "impossible", if it occurs
8990          * we need to fix it. Originally reported by
8991          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
8992          */
8993         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
8994
8995         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
8996         rcu_read_lock();
8997         for_each_domain(target_cpu, sd) {
8998                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
8999                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
9000                                 break;
9001         }
9002
9003         if (likely(sd)) {
9004                 struct lb_env env = {
9005                         .sd             = sd,
9006                         .dst_cpu        = target_cpu,
9007                         .dst_rq         = target_rq,
9008                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
9009                         .src_rq         = busiest_rq,
9010                         .idle           = CPU_IDLE,
9011                 };
9012
9013                 schedstat_inc(sd, alb_count);
9014
9015                 p = detach_one_task(&env);
9016                 if (p) {
9017                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
9018                         /*
9019                          * We want to potentially lower env.src_cpu's OPP.
9020                          */
9021                         update_capacity_of(env.src_cpu);
9022                 }
9023                 else
9024                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
9025         }
9026         rcu_read_unlock();
9027 out_unlock:
9028         busiest_rq->active_balance = 0;
9029         raw_spin_unlock(&busiest_rq->lock);
9030
9031         if (p)
9032                 attach_one_task(target_rq, p);
9033
9034         local_irq_enable();
9035
9036         return 0;
9037 }
9038
9039 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
9040 {
9041         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
9042 }
9043
9044 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9045 /*
9046  * idle load balancing details
9047  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
9048  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
9049  *   load balancing for all the idle CPUs.
9050  */
9051 static struct {
9052         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
9053         atomic_t nr_cpus;
9054         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
9055 } nohz ____cacheline_aligned;
9056
9057 static inline int find_new_ilb(void)
9058 {
9059         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
9060
9061         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
9062                 return ilb;
9063
9064         return nr_cpu_ids;
9065 }
9066
9067 /*
9068  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
9069  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
9070  * CPU (if there is one).
9071  */
9072 static void nohz_balancer_kick(void)
9073 {
9074         int ilb_cpu;
9075
9076         nohz.next_balance++;
9077
9078         ilb_cpu = find_new_ilb();
9079
9080         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
9081                 return;
9082
9083         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
9084                 return;
9085         /*
9086          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
9087          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
9088          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
9089          * will be run before returning from the IPI.
9090          */
9091         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
9092         return;
9093 }
9094
9095 static inline void nohz_balance_exit_idle(int cpu)
9096 {
9097         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
9098                 /*
9099                  * Completely isolated CPUs don't ever set, so we must test.
9100                  */
9101                 if (likely(cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))) {
9102                         cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
9103                         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
9104                 }
9105                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
9106         }
9107 }
9108
9109 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
9110 {
9111         struct sched_domain *sd;
9112         int cpu = smp_processor_id();
9113
9114         rcu_read_lock();
9115         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
9116
9117         if (!sd || !sd->nohz_idle)
9118                 goto unlock;
9119         sd->nohz_idle = 0;
9120
9121         atomic_inc(&sd->groups->sgc->nr_busy_cpus);
9122 unlock:
9123         rcu_read_unlock();
9124 }
9125
9126 void set_cpu_sd_state_idle(void)
9127 {
9128         struct sched_domain *sd;
9129         int cpu = smp_processor_id();
9130
9131         rcu_read_lock();
9132         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
9133
9134         if (!sd || sd->nohz_idle)
9135                 goto unlock;
9136         sd->nohz_idle = 1;
9137
9138         atomic_dec(&sd->groups->sgc->nr_busy_cpus);
9139 unlock:
9140         rcu_read_unlock();
9141 }
9142
9143 /*
9144  * This routine will record that the cpu is going idle with tick stopped.
9145  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
9146  */
9147 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
9148 {
9149         /*
9150          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
9151          */
9152         if (!cpu_active(cpu))
9153                 return;
9154
9155         if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
9156                 return;
9157
9158         /*
9159          * If we're a completely isolated CPU, we don't play.
9160          */
9161         if (on_null_domain(cpu_rq(cpu)))
9162                 return;
9163
9164         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
9165         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
9166         set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
9167 }
9168
9169 static int sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
9170                                         unsigned long action, void *hcpu)
9171 {
9172         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
9173         case CPU_DYING:
9174                 nohz_balance_exit_idle(smp_processor_id());
9175                 return NOTIFY_OK;
9176         default:
9177                 return NOTIFY_DONE;
9178         }
9179 }
9180 #endif
9181
9182 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
9183
9184 /*
9185  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
9186  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
9187  */
9188 void update_max_interval(void)
9189 {
9190         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
9191 }
9192
9193 /*
9194  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
9195  * and initiates a balancing operation if so.
9196  *
9197  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
9198  */
9199 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
9200 {
9201         int continue_balancing = 1;
9202         int cpu = rq->cpu;
9203         unsigned long interval;
9204         struct sched_domain *sd;
9205         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
9206         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
9207         int update_next_balance = 0;
9208         int need_serialize, need_decay = 0;
9209         u64 max_cost = 0;
9210
9211         update_blocked_averages(cpu);
9212
9213         rcu_read_lock();
9214         for_each_domain(cpu, sd) {
9215                 /*
9216                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
9217                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
9218                  */
9219                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
9220                         sd->max_newidle_lb_cost =
9221                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
9222                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
9223                         need_decay = 1;
9224                 }
9225                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
9226
9227                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
9228                         continue;
9229
9230                 /*
9231                  * Stop the load balance at this level. There is another
9232                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
9233                  * actively.
9234                  */
9235                 if (!continue_balancing) {
9236                         if (need_decay)
9237                                 continue;
9238                         break;
9239                 }
9240
9241                 interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
9242
9243                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
9244                 if (need_serialize) {
9245                         if (!spin_trylock(&balancing))
9246                                 goto out;
9247                 }
9248
9249                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
9250                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
9251                                 /*
9252                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
9253                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
9254                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
9255                                  */
9256                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
9257                         }
9258                         sd->last_balance = jiffies;
9259                         interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
9260                 }
9261                 if (need_serialize)
9262                         spin_unlock(&balancing);
9263 out:
9264                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
9265                         next_balance = sd->last_balance + interval;
9266                         update_next_balance = 1;
9267                 }
9268         }
9269         if (need_decay) {
9270                 /*
9271                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
9272                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
9273                  */
9274                 rq->max_idle_balance_cost =
9275                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
9276         }
9277         rcu_read_unlock();
9278
9279         /*
9280          * next_balance will be updated only when there is a need.
9281          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
9282          * updated.
9283          */
9284         if (likely(update_next_balance)) {
9285                 rq->next_balance = next_balance;
9286
9287 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9288                 /*
9289                  * If this CPU has been elected to perform the nohz idle
9290                  * balance. Other idle CPUs have already rebalanced with
9291                  * nohz_idle_balance() and nohz.next_balance has been
9292                  * updated accordingly. This CPU is now running the idle load
9293                  * balance for itself and we need to update the
9294                  * nohz.next_balance accordingly.
9295                  */
9296                 if ((idle == CPU_IDLE) && time_after(nohz.next_balance, rq->next_balance))
9297                         nohz.next_balance = rq->next_balance;
9298 #endif
9299         }
9300 }
9301
9302 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9303 /*
9304  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
9305  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
9306  */
9307 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
9308 {
9309         int this_cpu = this_rq->cpu;
9310         struct rq *rq;
9311         int balance_cpu;
9312         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
9313         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
9314         int update_next_balance = 0;
9315
9316         if (idle != CPU_IDLE ||
9317             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
9318                 goto end;
9319
9320         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
9321                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
9322                         continue;
9323
9324                 /*
9325                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
9326                  * work being done for other cpus. Next load
9327                  * balancing owner will pick it up.
9328                  */
9329                 if (need_resched())
9330                         break;
9331
9332                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
9333
9334                 /*
9335                  * If time for next balance is due,
9336                  * do the balance.
9337                  */
9338                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
9339                         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
9340                         update_rq_clock(rq);
9341                         update_idle_cpu_load(rq);
9342                         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
9343                         rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
9344                 }
9345
9346                 if (time_after(next_balance, rq->next_balance)) {
9347                         next_balance = rq->next_balance;
9348                         update_next_balance = 1;
9349                 }
9350         }
9351
9352         /*
9353          * next_balance will be updated only when there is a need.
9354          * When the CPU is attached to null domain for ex, it will not be
9355          * updated.
9356          */
9357         if (likely(update_next_balance))
9358                 nohz.next_balance = next_balance;
9359 end:
9360         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
9361 }
9362
9363 /*
9364  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
9365  * of an idle cpu in the system.
9366  *   - This rq has more than one task.
9367  *   - This rq has at least one CFS task and the capacity of the CPU is
9368  *     significantly reduced because of RT tasks or IRQs.
9369  *   - At parent of LLC scheduler domain level, this cpu's scheduler group has
9370  *     multiple busy cpu.
9371  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
9372  *     domain span are idle.
9373  */
9374 static inline bool nohz_kick_needed(struct rq *rq)
9375 {
9376         unsigned long now = jiffies;
9377         struct sched_domain *sd;
9378         struct sched_group_capacity *sgc;
9379         int nr_busy, cpu = rq->cpu;
9380         bool kick = false;
9381
9382         if (unlikely(rq->idle_balance))
9383                 return false;
9384
9385        /*
9386         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
9387         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
9388         */
9389         set_cpu_sd_state_busy();
9390         nohz_balance_exit_idle(cpu);
9391
9392         /*
9393          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
9394          * balancing.
9395          */
9396         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
9397                 return false;
9398
9399         if (time_before(now, nohz.next_balance))
9400                 return false;
9401
9402         if (rq->nr_running >= 2 &&
9403             (!energy_aware() || cpu_overutilized(cpu)))
9404                 return true;
9405
9406         rcu_read_lock();
9407         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
9408         if (sd && !energy_aware()) {
9409                 sgc = sd->groups->sgc;
9410                 nr_busy = atomic_read(&sgc->nr_busy_cpus);
9411
9412                 if (nr_busy > 1) {
9413                         kick = true;
9414                         goto unlock;
9415                 }
9416
9417         }
9418
9419         sd = rcu_dereference(rq->sd);
9420         if (sd) {
9421                 if ((rq->cfs.h_nr_running >= 1) &&
9422                                 check_cpu_capacity(rq, sd)) {
9423                         kick = true;
9424                         goto unlock;
9425                 }
9426         }
9427
9428         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym, cpu));
9429         if (sd && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
9430                                   sched_domain_span(sd)) < cpu)) {
9431                 kick = true;
9432                 goto unlock;
9433         }
9434
9435 unlock:
9436         rcu_read_unlock();
9437         return kick;
9438 }
9439 #else
9440 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle) { }
9441 #endif
9442
9443 /*
9444  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
9445  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
9446  */
9447 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
9448 {
9449         struct rq *this_rq = this_rq();
9450         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
9451                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
9452
9453         /*
9454          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
9455          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
9456          * stopped. Do nohz_idle_balance *before* rebalance_domains to
9457          * give the idle cpus a chance to load balance. Else we may
9458          * load balance only within the local sched_domain hierarchy
9459          * and abort nohz_idle_balance altogether if we pull some load.
9460          */
9461         nohz_idle_balance(this_rq, idle);
9462         rebalance_domains(this_rq, idle);
9463 }
9464
9465 /*
9466  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
9467  */
9468 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
9469 {
9470         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
9471         if (unlikely(on_null_domain(rq)))
9472                 return;
9473
9474         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
9475                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
9476 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9477         if (nohz_kick_needed(rq))
9478                 nohz_balancer_kick();
9479 #endif
9480 }
9481
9482 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
9483 {
9484         update_sysctl();
9485
9486         update_runtime_enabled(rq);
9487 }
9488
9489 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
9490 {
9491         update_sysctl();
9492
9493         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
9494         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
9495 }
9496
9497 #endif /* CONFIG_SMP */
9498
9499 /*
9500  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
9501  */
9502 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
9503 {
9504         struct cfs_rq *cfs_rq;
9505         struct sched_entity *se = &curr->se;
9506
9507         for_each_sched_entity(se) {
9508                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9509                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
9510         }
9511
9512         if (static_branch_unlikely(&sched_numa_balancing))
9513                 task_tick_numa(rq, curr);
9514
9515 #ifdef CONFIG_SMP
9516         if (!rq->rd->overutilized && cpu_overutilized(task_cpu(curr))) {
9517                 rq->rd->overutilized = true;
9518                 trace_sched_overutilized(true);
9519         }
9520
9521         rq->misfit_task = !task_fits_max(curr, rq->cpu);
9522 #endif
9523
9524 }
9525
9526 /*
9527  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
9528  *  - child not yet on the tasklist
9529  *  - preemption disabled
9530  */
9531 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
9532 {
9533         struct cfs_rq *cfs_rq;
9534         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
9535         int this_cpu = smp_processor_id();
9536         struct rq *rq = this_rq();
9537         unsigned long flags;
9538
9539         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
9540
9541         update_rq_clock(rq);
9542
9543         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
9544         curr = cfs_rq->curr;
9545
9546         /*
9547          * Not only the cpu but also the task_group of the parent might have
9548          * been changed after parent->se.parent,cfs_rq were copied to
9549          * child->se.parent,cfs_rq. So call __set_task_cpu() to make those
9550          * of child point to valid ones.
9551          */
9552         rcu_read_lock();
9553         __set_task_cpu(p, this_cpu);
9554         rcu_read_unlock();
9555
9556         update_curr(cfs_rq);
9557
9558         if (curr)
9559                 se->vruntime = curr->vruntime;
9560         place_entity(cfs_rq, se, 1);
9561
9562         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
9563                 /*
9564                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
9565                  * 'current' within the tree based on its new key value.
9566                  */
9567                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
9568                 resched_curr(rq);
9569         }
9570
9571         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
9572
9573         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
9574 }
9575
9576 /*
9577  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
9578  * the current task.
9579  */
9580 static void
9581 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
9582 {
9583         if (!task_on_rq_queued(p))
9584                 return;
9585
9586         /*
9587          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
9588          * our priority decreased, or if we are not currently running on
9589          * this runqueue and our priority is higher than the current's
9590          */
9591         if (rq->curr == p) {
9592                 if (p->prio > oldprio)
9593                         resched_curr(rq);
9594         } else
9595                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
9596 }
9597
9598 static inline bool vruntime_normalized(struct task_struct *p)
9599 {
9600         struct sched_entity *se = &p->se;
9601
9602         /*
9603          * In both the TASK_ON_RQ_QUEUED and TASK_ON_RQ_MIGRATING cases,
9604          * the dequeue_entity(.flags=0) will already have normalized the
9605          * vruntime.
9606          */
9607         if (p->on_rq)
9608                 return true;
9609
9610         /*
9611          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
9612          * But there are some cases where it has already been normalized:
9613          *
9614          * - A forked child which is waiting for being woken up by
9615          *   wake_up_new_task().
9616          * - A task which has been woken up by try_to_wake_up() and
9617          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
9618          */
9619         if (!se->sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING)
9620                 return true;
9621
9622         return false;
9623 }
9624
9625 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9626 /*
9627  * Propagate the changes of the sched_entity across the tg tree to make it
9628  * visible to the root
9629  */
9630 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
9631 {
9632         struct cfs_rq *cfs_rq;
9633
9634         /* Start to propagate at parent */
9635         se = se->parent;
9636
9637         for_each_sched_entity(se) {
9638                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9639
9640                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
9641                         break;
9642
9643                 update_load_avg(se, UPDATE_TG);
9644         }
9645 }
9646 #else
9647 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se) { }
9648 #endif
9649
9650 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
9651 {
9652         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9653
9654         /* Catch up with the cfs_rq and remove our load when we leave */
9655         update_load_avg(se, 0);
9656         detach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
9657         update_tg_load_avg(cfs_rq, false);
9658         propagate_entity_cfs_rq(se);
9659 }
9660
9661 static void attach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
9662 {
9663         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9664
9665 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9666         /*
9667          * Since the real-depth could have been changed (only FAIR
9668          * class maintain depth value), reset depth properly.
9669          */
9670         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
9671 #endif
9672
9673         /* Synchronize entity with its cfs_rq */
9674         update_load_avg(se, sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD) ? 0 : SKIP_AGE_LOAD);
9675         attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
9676         update_tg_load_avg(cfs_rq, false);
9677         propagate_entity_cfs_rq(se);
9678 }
9679
9680 static void detach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
9681 {
9682         struct sched_entity *se = &p->se;
9683         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9684
9685         if (!vruntime_normalized(p)) {
9686                 /*
9687                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
9688                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
9689                  */
9690                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
9691                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
9692         }
9693
9694         detach_entity_cfs_rq(se);
9695 }
9696
9697 static void attach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
9698 {
9699         struct sched_entity *se = &p->se;
9700         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9701
9702         attach_entity_cfs_rq(se);
9703
9704         if (!vruntime_normalized(p))
9705                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
9706 }
9707
9708 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
9709 {
9710         detach_task_cfs_rq(p);
9711 }
9712
9713 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
9714 {
9715         attach_task_cfs_rq(p);
9716
9717         if (task_on_rq_queued(p)) {
9718                 /*
9719                  * We were most likely switched from sched_rt, so
9720                  * kick off the schedule if running, otherwise just see
9721                  * if we can still preempt the current task.
9722                  */
9723                 if (rq->curr == p)
9724                         resched_curr(rq);
9725                 else
9726                         check_preempt_curr(rq, p, 0);
9727         }
9728 }
9729
9730 /* Account for a task changing its policy or group.
9731  *
9732  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
9733  * migrates between groups/classes.
9734  */
9735 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
9736 {
9737         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
9738
9739         for_each_sched_entity(se) {
9740                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9741
9742                 set_next_entity(cfs_rq, se);
9743                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
9744                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
9745         }
9746 }
9747
9748 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
9749 {
9750         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
9751         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
9752 #ifndef CONFIG_64BIT
9753         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
9754 #endif
9755 #ifdef CONFIG_SMP
9756 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9757         cfs_rq->propagate_avg = 0;
9758 #endif
9759         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_load_avg, 0);
9760         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_util_avg, 0);
9761 #endif
9762 }
9763
9764 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9765 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p)
9766 {
9767         detach_task_cfs_rq(p);
9768         set_task_rq(p, task_cpu(p));
9769
9770 #ifdef CONFIG_SMP
9771         /* Tell se's cfs_rq has been changed -- migrated */
9772         p->se.avg.last_update_time = 0;
9773 #endif
9774         attach_task_cfs_rq(p);
9775 }
9776
9777 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
9778 {
9779         int i;
9780
9781         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
9782
9783         for_each_possible_cpu(i) {
9784                 if (tg->cfs_rq)
9785                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
9786                 if (tg->se) {
9787                         if (tg->se[i])
9788                                 remove_entity_load_avg(tg->se[i]);
9789                         kfree(tg->se[i]);
9790                 }
9791         }
9792
9793         kfree(tg->cfs_rq);
9794         kfree(tg->se);
9795 }
9796
9797 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
9798 {
9799         struct sched_entity *se;
9800         struct cfs_rq *cfs_rq;
9801         struct rq *rq;
9802         int i;
9803
9804         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
9805         if (!tg->cfs_rq)
9806                 goto err;
9807         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
9808         if (!tg->se)
9809                 goto err;
9810
9811         tg->shares = NICE_0_LOAD;
9812
9813         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
9814
9815         for_each_possible_cpu(i) {
9816                 rq = cpu_rq(i);
9817
9818                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
9819                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9820                 if (!cfs_rq)
9821                         goto err;
9822
9823                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
9824                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9825                 if (!se)
9826                         goto err_free_rq;
9827
9828                 init_cfs_rq(cfs_rq);
9829                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
9830                 init_entity_runnable_average(se);
9831
9832                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
9833                 post_init_entity_util_avg(se);
9834                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
9835         }
9836
9837         return 1;
9838
9839 err_free_rq:
9840         kfree(cfs_rq);
9841 err:
9842         return 0;
9843 }
9844
9845 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
9846 {
9847         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9848         unsigned long flags;
9849
9850         /*
9851         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
9852         * check on_list without danger of it being re-added.
9853         */
9854         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
9855                 return;
9856
9857         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
9858         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
9859         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
9860 }
9861
9862 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
9863                         struct sched_entity *se, int cpu,
9864                         struct sched_entity *parent)
9865 {
9866         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9867
9868         cfs_rq->tg = tg;
9869         cfs_rq->rq = rq;
9870         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
9871
9872         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
9873         tg->se[cpu] = se;
9874
9875         /* se could be NULL for root_task_group */
9876         if (!se)
9877                 return;
9878
9879         if (!parent) {
9880                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
9881                 se->depth = 0;
9882         } else {
9883                 se->cfs_rq = parent->my_q;
9884                 se->depth = parent->depth + 1;
9885         }
9886
9887         se->my_q = cfs_rq;
9888         /* guarantee group entities always have weight */
9889         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
9890         se->parent = parent;
9891 }
9892
9893 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
9894
9895 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
9896 {
9897         int i;
9898         unsigned long flags;
9899
9900         /*
9901          * We can't change the weight of the root cgroup.
9902          */
9903         if (!tg->se[0])
9904                 return -EINVAL;
9905
9906         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
9907
9908         mutex_lock(&shares_mutex);
9909         if (tg->shares == shares)
9910                 goto done;
9911
9912         tg->shares = shares;
9913         for_each_possible_cpu(i) {
9914                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
9915                 struct sched_entity *se;
9916
9917                 se = tg->se[i];
9918                 /* Propagate contribution to hierarchy */
9919                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
9920
9921                 /* Possible calls to update_curr() need rq clock */
9922                 update_rq_clock(rq);
9923                 for_each_sched_entity(se)
9924                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
9925                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
9926         }
9927
9928 done:
9929         mutex_unlock(&shares_mutex);
9930         return 0;
9931 }
9932 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9933
9934 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
9935
9936 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
9937 {
9938         return 1;
9939 }
9940
9941 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
9942
9943 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9944
9945
9946 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
9947 {
9948         struct sched_entity *se = &task->se;
9949         unsigned int rr_interval = 0;
9950
9951         /*
9952          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
9953          * idle runqueue:
9954          */
9955         if (rq->cfs.load.weight)
9956                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
9957
9958         return rr_interval;
9959 }
9960
9961 /*
9962  * All the scheduling class methods:
9963  */
9964 const struct sched_class fair_sched_class = {
9965         .next                   = &idle_sched_class,
9966         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
9967         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
9968         .yield_task             = yield_task_fair,
9969         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
9970
9971         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
9972
9973         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
9974         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
9975
9976 #ifdef CONFIG_SMP
9977         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
9978         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
9979
9980         .rq_online              = rq_online_fair,
9981         .rq_offline             = rq_offline_fair,
9982
9983         .task_waking            = task_waking_fair,
9984         .task_dead              = task_dead_fair,
9985         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_common,
9986 #endif
9987
9988         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
9989         .task_tick              = task_tick_fair,
9990         .task_fork              = task_fork_fair,
9991
9992         .prio_changed           = prio_changed_fair,
9993         .switched_from          = switched_from_fair,
9994         .switched_to            = switched_to_fair,
9995
9996         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
9997
9998         .update_curr            = update_curr_fair,
9999
10000 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10001         .task_move_group        = task_move_group_fair,
10002 #endif
10003 };
10004
10005 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
10006 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
10007 {
10008         struct cfs_rq *cfs_rq;
10009
10010         rcu_read_lock();
10011         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
10012                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
10013         rcu_read_unlock();
10014 }
10015
10016 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
10017 void show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m)
10018 {
10019         int node;
10020         unsigned long tsf = 0, tpf = 0, gsf = 0, gpf = 0;
10021
10022         for_each_online_node(node) {
10023                 if (p->numa_faults) {
10024                         tsf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
10025                         tpf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
10026                 }
10027                 if (p->numa_group) {
10028                         gsf = p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)],
10029                         gpf = p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
10030                 }
10031                 print_numa_stats(m, node, tsf, tpf, gsf, gpf);
10032         }
10033 }
10034 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
10035 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
10036
10037 __init void init_sched_fair_class(void)
10038 {
10039 #ifdef CONFIG_SMP
10040         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
10041
10042 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
10043         nohz.next_balance = jiffies;
10044         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
10045         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
10046 #endif
10047 #endif /* SMP */
10048
10049 }