sched/fair: use SCHED_CAPACITY_SCALE for energy normalization
[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         /*
743          * Tasks are intialized with full load to be seen as heavy tasks until
744          * they get a chance to stabilize to their real load level.
745          * Group entities are intialized with zero load to reflect the fact that
746          * nothing has been attached to the task group yet.
747          */
748         if (entity_is_task(se))
749                 sa->load_avg = scale_load_down(se->load.weight);
750         sa->load_sum = sa->load_avg * LOAD_AVG_MAX;
751         /*
752          * In previous Android versions, we used to have:
753          *      sa->util_avg =  sched_freq() ?
754          *              sysctl_sched_initial_task_util :
755          *              scale_load_down(SCHED_LOAD_SCALE);
756          *      sa->util_sum = sa->util_avg * LOAD_AVG_MAX;
757          * However, that functionality has been moved to enqueue.
758          * It is unclear if we should restore this in enqueue.
759          */
760         /*
761          * At this point, util_avg won't be used in select_task_rq_fair anyway
762          */
763         sa->util_avg = 0;
764         sa->util_sum = 0;
765         /* when this task enqueue'ed, it will contribute to its cfs_rq's load_avg */
766 }
767
768 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
769 static void attach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se);
770
771 /*
772  * With new tasks being created, their initial util_avgs are extrapolated
773  * based on the cfs_rq's current util_avg:
774  *
775  *   util_avg = cfs_rq->util_avg / (cfs_rq->load_avg + 1) * se.load.weight
776  *
777  * However, in many cases, the above util_avg does not give a desired
778  * value. Moreover, the sum of the util_avgs may be divergent, such
779  * as when the series is a harmonic series.
780  *
781  * To solve this problem, we also cap the util_avg of successive tasks to
782  * only 1/2 of the left utilization budget:
783  *
784  *   util_avg_cap = (1024 - cfs_rq->avg.util_avg) / 2^n
785  *
786  * where n denotes the nth task.
787  *
788  * For example, a simplest series from the beginning would be like:
789  *
790  *  task  util_avg: 512, 256, 128,  64,  32,   16,    8, ...
791  * cfs_rq util_avg: 512, 768, 896, 960, 992, 1008, 1016, ...
792  *
793  * Finally, that extrapolated util_avg is clamped to the cap (util_avg_cap)
794  * if util_avg > util_avg_cap.
795  */
796 void post_init_entity_util_avg(struct sched_entity *se)
797 {
798         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
799         struct sched_avg *sa = &se->avg;
800         long cap = (long)(SCHED_CAPACITY_SCALE - cfs_rq->avg.util_avg) / 2;
801
802         if (cap > 0) {
803                 if (cfs_rq->avg.util_avg != 0) {
804                         sa->util_avg  = cfs_rq->avg.util_avg * se->load.weight;
805                         sa->util_avg /= (cfs_rq->avg.load_avg + 1);
806
807                         if (sa->util_avg > cap)
808                                 sa->util_avg = cap;
809                 } else {
810                         sa->util_avg = cap;
811                 }
812                 /*
813                  * If we wish to restore tuning via setting initial util,
814                  * this is where we should do it.
815                  */
816                 sa->util_sum = sa->util_avg * LOAD_AVG_MAX;
817         }
818
819         if (entity_is_task(se)) {
820                 struct task_struct *p = task_of(se);
821                 if (p->sched_class != &fair_sched_class) {
822                         /*
823                          * For !fair tasks do:
824                          *
825                         update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq, false);
826                         attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
827                         switched_from_fair(rq, p);
828                          *
829                          * such that the next switched_to_fair() has the
830                          * expected state.
831                          */
832                         se->avg.last_update_time = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
833                         return;
834                 }
835         }
836
837         attach_entity_cfs_rq(se);
838 }
839
840 #else
841 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
842 {
843 }
844 void post_init_entity_util_avg(struct sched_entity *se)
845 {
846 }
847 static void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force)
848 {
849 }
850 #endif /* CONFIG_SMP */
851
852 /*
853  * Update the current task's runtime statistics.
854  */
855 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
856 {
857         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
858         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
859         u64 delta_exec;
860
861         if (unlikely(!curr))
862                 return;
863
864         delta_exec = now - curr->exec_start;
865         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
866                 return;
867
868         curr->exec_start = now;
869
870         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
871                       max(delta_exec, curr->statistics.exec_max));
872
873         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
874         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
875
876         curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
877         update_min_vruntime(cfs_rq);
878
879         if (entity_is_task(curr)) {
880                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
881
882                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
883                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
884                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
885         }
886
887         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
888 }
889
890 static void update_curr_fair(struct rq *rq)
891 {
892         update_curr(cfs_rq_of(&rq->curr->se));
893 }
894
895 static inline void
896 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
897 {
898         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
899 }
900
901 /*
902  * Task is being enqueued - update stats:
903  */
904 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
905 {
906         /*
907          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
908          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
909          */
910         if (se != cfs_rq->curr)
911                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
912 }
913
914 static void
915 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
916 {
917         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
918                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start));
919         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
920         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
921                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
922 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
923         if (entity_is_task(se)) {
924                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
925                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
926         }
927 #endif
928         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
929 }
930
931 static inline void
932 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
933 {
934         /*
935          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
936          * waiting task:
937          */
938         if (se != cfs_rq->curr)
939                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
940 }
941
942 /*
943  * We are picking a new current task - update its stats:
944  */
945 static inline void
946 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
947 {
948         /*
949          * We are starting a new run period:
950          */
951         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
952 }
953
954 /**************************************************
955  * Scheduling class queueing methods:
956  */
957
958 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
959 /*
960  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
961  * calculated based on the tasks virtual memory size and
962  * numa_balancing_scan_size.
963  */
964 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
965 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
966
967 /* Portion of address space to scan in MB */
968 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
969
970 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
971 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
972
973 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
974 {
975         unsigned long rss = 0;
976         unsigned long nr_scan_pages;
977
978         /*
979          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
980          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
981          * on resident pages
982          */
983         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
984         rss = get_mm_rss(p->mm);
985         if (!rss)
986                 rss = nr_scan_pages;
987
988         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
989         return rss / nr_scan_pages;
990 }
991
992 /* For sanitys sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
993 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
994
995 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
996 {
997         unsigned int scan_size = READ_ONCE(sysctl_numa_balancing_scan_size);
998         unsigned int scan, floor;
999         unsigned int windows = 1;
1000
1001         if (scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
1002                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / scan_size;
1003         floor = 1000 / windows;
1004
1005         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
1006         return max_t(unsigned int, floor, scan);
1007 }
1008
1009 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
1010 {
1011         unsigned int smin = task_scan_min(p);
1012         unsigned int smax;
1013
1014         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
1015         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
1016         return max(smin, smax);
1017 }
1018
1019 static void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1020 {
1021         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != -1);
1022         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1023 }
1024
1025 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1026 {
1027         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != -1);
1028         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1029 }
1030
1031 struct numa_group {
1032         atomic_t refcount;
1033
1034         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
1035         int nr_tasks;
1036         pid_t gid;
1037
1038         struct rcu_head rcu;
1039         nodemask_t active_nodes;
1040         unsigned long total_faults;
1041         /*
1042          * Faults_cpu is used to decide whether memory should move
1043          * towards the CPU. As a consequence, these stats are weighted
1044          * more by CPU use than by memory faults.
1045          */
1046         unsigned long *faults_cpu;
1047         unsigned long faults[0];
1048 };
1049
1050 /* Shared or private faults. */
1051 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES 2
1052
1053 /* Memory and CPU locality */
1054 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS (NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * 2)
1055
1056 /* Averaged statistics, and temporary buffers. */
1057 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS (NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * 2)
1058
1059 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
1060 {
1061         return p->numa_group ? p->numa_group->gid : 0;
1062 }
1063
1064 /*
1065  * The averaged statistics, shared & private, memory & cpu,
1066  * occupy the first half of the array. The second half of the
1067  * array is for current counters, which are averaged into the
1068  * first set by task_numa_placement.
1069  */
1070 static inline int task_faults_idx(enum numa_faults_stats s, int nid, int priv)
1071 {
1072         return NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * (s * nr_node_ids + nid) + priv;
1073 }
1074
1075 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
1076 {
1077         if (!p->numa_faults)
1078                 return 0;
1079
1080         return p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1081                 p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1082 }
1083
1084 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
1085 {
1086         if (!p->numa_group)
1087                 return 0;
1088
1089         return p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1090                 p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1091 }
1092
1093 static inline unsigned long group_faults_cpu(struct numa_group *group, int nid)
1094 {
1095         return group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1096                 group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1097 }
1098
1099 /* Handle placement on systems where not all nodes are directly connected. */
1100 static unsigned long score_nearby_nodes(struct task_struct *p, int nid,
1101                                         int maxdist, bool task)
1102 {
1103         unsigned long score = 0;
1104         int node;
1105
1106         /*
1107          * All nodes are directly connected, and the same distance
1108          * from each other. No need for fancy placement algorithms.
1109          */
1110         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
1111                 return 0;
1112
1113         /*
1114          * This code is called for each node, introducing N^2 complexity,
1115          * which should be ok given the number of nodes rarely exceeds 8.
1116          */
1117         for_each_online_node(node) {
1118                 unsigned long faults;
1119                 int dist = node_distance(nid, node);
1120
1121                 /*
1122                  * The furthest away nodes in the system are not interesting
1123                  * for placement; nid was already counted.
1124                  */
1125                 if (dist == sched_max_numa_distance || node == nid)
1126                         continue;
1127
1128                 /*
1129                  * On systems with a backplane NUMA topology, compare groups
1130                  * of nodes, and move tasks towards the group with the most
1131                  * memory accesses. When comparing two nodes at distance
1132                  * "hoplimit", only nodes closer by than "hoplimit" are part
1133                  * of each group. Skip other nodes.
1134                  */
1135                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1136                                         dist > maxdist)
1137                         continue;
1138
1139                 /* Add up the faults from nearby nodes. */
1140                 if (task)
1141                         faults = task_faults(p, node);
1142                 else
1143                         faults = group_faults(p, node);
1144
1145                 /*
1146                  * On systems with a glueless mesh NUMA topology, there are
1147                  * no fixed "groups of nodes". Instead, nodes that are not
1148                  * directly connected bounce traffic through intermediate
1149                  * nodes; a numa_group can occupy any set of nodes.
1150                  * The further away a node is, the less the faults count.
1151                  * This seems to result in good task placement.
1152                  */
1153                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1154                         faults *= (sched_max_numa_distance - dist);
1155                         faults /= (sched_max_numa_distance - LOCAL_DISTANCE);
1156                 }
1157
1158                 score += faults;
1159         }
1160
1161         return score;
1162 }
1163
1164 /*
1165  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
1166  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
1167  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
1168  * evenly spread out between numa nodes.
1169  */
1170 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid,
1171                                         int dist)
1172 {
1173         unsigned long faults, total_faults;
1174
1175         if (!p->numa_faults)
1176                 return 0;
1177
1178         total_faults = p->total_numa_faults;
1179
1180         if (!total_faults)
1181                 return 0;
1182
1183         faults = task_faults(p, nid);
1184         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, true);
1185
1186         return 1000 * faults / total_faults;
1187 }
1188
1189 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid,
1190                                          int dist)
1191 {
1192         unsigned long faults, total_faults;
1193
1194         if (!p->numa_group)
1195                 return 0;
1196
1197         total_faults = p->numa_group->total_faults;
1198
1199         if (!total_faults)
1200                 return 0;
1201
1202         faults = group_faults(p, nid);
1203         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, false);
1204
1205         return 1000 * faults / total_faults;
1206 }
1207
1208 bool should_numa_migrate_memory(struct task_struct *p, struct page * page,
1209                                 int src_nid, int dst_cpu)
1210 {
1211         struct numa_group *ng = p->numa_group;
1212         int dst_nid = cpu_to_node(dst_cpu);
1213         int last_cpupid, this_cpupid;
1214
1215         this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(dst_cpu, current->pid);
1216
1217         /*
1218          * Multi-stage node selection is used in conjunction with a periodic
1219          * migration fault to build a temporal task<->page relation. By using
1220          * a two-stage filter we remove short/unlikely relations.
1221          *
1222          * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist probability, we can equate
1223          * a task's usage of a particular page (n_p) per total usage of this
1224          * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
1225          *
1226          * Our periodic faults will sample this probability and getting the
1227          * same result twice in a row, given these samples are fully
1228          * independent, is then given by P(n)^2, provided our sample period
1229          * is sufficiently short compared to the usage pattern.
1230          *
1231          * This quadric squishes small probabilities, making it less likely we
1232          * act on an unlikely task<->page relation.
1233          */
1234         last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
1235         if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) &&
1236                                 cpupid_to_nid(last_cpupid) != dst_nid)
1237                 return false;
1238
1239         /* Always allow migrate on private faults */
1240         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
1241                 return true;
1242
1243         /* A shared fault, but p->numa_group has not been set up yet. */
1244         if (!ng)
1245                 return true;
1246
1247         /*
1248          * Do not migrate if the destination is not a node that
1249          * is actively used by this numa group.
1250          */
1251         if (!node_isset(dst_nid, ng->active_nodes))
1252                 return false;
1253
1254         /*
1255          * Source is a node that is not actively used by this
1256          * numa group, while the destination is. Migrate.
1257          */
1258         if (!node_isset(src_nid, ng->active_nodes))
1259                 return true;
1260
1261         /*
1262          * Both source and destination are nodes in active
1263          * use by this numa group. Maximize memory bandwidth
1264          * by migrating from more heavily used groups, to less
1265          * heavily used ones, spreading the load around.
1266          * Use a 1/4 hysteresis to avoid spurious page movement.
1267          */
1268         return group_faults(p, dst_nid) < (group_faults(p, src_nid) * 3 / 4);
1269 }
1270
1271 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu);
1272 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
1273 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
1274 static unsigned long capacity_of(int cpu);
1275 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg);
1276
1277 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
1278 struct numa_stats {
1279         unsigned long nr_running;
1280         unsigned long load;
1281
1282         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
1283         unsigned long compute_capacity;
1284
1285         /* Approximate capacity in terms of runnable tasks on a node */
1286         unsigned long task_capacity;
1287         int has_free_capacity;
1288 };
1289
1290 /*
1291  * XXX borrowed from update_sg_lb_stats
1292  */
1293 static void update_numa_stats(struct numa_stats *ns, int nid)
1294 {
1295         int smt, cpu, cpus = 0;
1296         unsigned long capacity;
1297
1298         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1299         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1300                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1301
1302                 ns->nr_running += rq->nr_running;
1303                 ns->load += weighted_cpuload(cpu);
1304                 ns->compute_capacity += capacity_of(cpu);
1305
1306                 cpus++;
1307         }
1308
1309         /*
1310          * If we raced with hotplug and there are no CPUs left in our mask
1311          * the @ns structure is NULL'ed and task_numa_compare() will
1312          * not find this node attractive.
1313          *
1314          * We'll either bail at !has_free_capacity, or we'll detect a huge
1315          * imbalance and bail there.
1316          */
1317         if (!cpus)
1318                 return;
1319
1320         /* smt := ceil(cpus / capacity), assumes: 1 < smt_power < 2 */
1321         smt = DIV_ROUND_UP(SCHED_CAPACITY_SCALE * cpus, ns->compute_capacity);
1322         capacity = cpus / smt; /* cores */
1323
1324         ns->task_capacity = min_t(unsigned, capacity,
1325                 DIV_ROUND_CLOSEST(ns->compute_capacity, SCHED_CAPACITY_SCALE));
1326         ns->has_free_capacity = (ns->nr_running < ns->task_capacity);
1327 }
1328
1329 struct task_numa_env {
1330         struct task_struct *p;
1331
1332         int src_cpu, src_nid;
1333         int dst_cpu, dst_nid;
1334
1335         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1336
1337         int imbalance_pct;
1338         int dist;
1339
1340         struct task_struct *best_task;
1341         long best_imp;
1342         int best_cpu;
1343 };
1344
1345 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1346                              struct task_struct *p, long imp)
1347 {
1348         if (env->best_task)
1349                 put_task_struct(env->best_task);
1350
1351         env->best_task = p;
1352         env->best_imp = imp;
1353         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1354 }
1355
1356 static bool load_too_imbalanced(long src_load, long dst_load,
1357                                 struct task_numa_env *env)
1358 {
1359         long imb, old_imb;
1360         long orig_src_load, orig_dst_load;
1361         long src_capacity, dst_capacity;
1362
1363         /*
1364          * The load is corrected for the CPU capacity available on each node.
1365          *
1366          * src_load        dst_load
1367          * ------------ vs ---------
1368          * src_capacity    dst_capacity
1369          */
1370         src_capacity = env->src_stats.compute_capacity;
1371         dst_capacity = env->dst_stats.compute_capacity;
1372
1373         /* We care about the slope of the imbalance, not the direction. */
1374         if (dst_load < src_load)
1375                 swap(dst_load, src_load);
1376
1377         /* Is the difference below the threshold? */
1378         imb = dst_load * src_capacity * 100 -
1379               src_load * dst_capacity * env->imbalance_pct;
1380         if (imb <= 0)
1381                 return false;
1382
1383         /*
1384          * The imbalance is above the allowed threshold.
1385          * Compare it with the old imbalance.
1386          */
1387         orig_src_load = env->src_stats.load;
1388         orig_dst_load = env->dst_stats.load;
1389
1390         if (orig_dst_load < orig_src_load)
1391                 swap(orig_dst_load, orig_src_load);
1392
1393         old_imb = orig_dst_load * src_capacity * 100 -
1394                   orig_src_load * dst_capacity * env->imbalance_pct;
1395
1396         /* Would this change make things worse? */
1397         return (imb > old_imb);
1398 }
1399
1400 /*
1401  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1402  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1403  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1404  * be exchanged with the source task
1405  */
1406 static void task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1407                               long taskimp, long groupimp)
1408 {
1409         struct rq *src_rq = cpu_rq(env->src_cpu);
1410         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1411         struct task_struct *cur;
1412         long src_load, dst_load;
1413         long load;
1414         long imp = env->p->numa_group ? groupimp : taskimp;
1415         long moveimp = imp;
1416         int dist = env->dist;
1417         bool assigned = false;
1418
1419         rcu_read_lock();
1420
1421         raw_spin_lock_irq(&dst_rq->lock);
1422         cur = dst_rq->curr;
1423         /*
1424          * No need to move the exiting task or idle task.
1425          */
1426         if ((cur->flags & PF_EXITING) || is_idle_task(cur))
1427                 cur = NULL;
1428         else {
1429                 /*
1430                  * The task_struct must be protected here to protect the
1431                  * p->numa_faults access in the task_weight since the
1432                  * numa_faults could already be freed in the following path:
1433                  * finish_task_switch()
1434                  *     --> put_task_struct()
1435                  *         --> __put_task_struct()
1436                  *             --> task_numa_free()
1437                  */
1438                 get_task_struct(cur);
1439         }
1440
1441         raw_spin_unlock_irq(&dst_rq->lock);
1442
1443         /*
1444          * Because we have preemption enabled we can get migrated around and
1445          * end try selecting ourselves (current == env->p) as a swap candidate.
1446          */
1447         if (cur == env->p)
1448                 goto unlock;
1449
1450         /*
1451          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1452          * source and destination node. Calculate the total differential for
1453          * the source task and potential destination task. The more negative
1454          * the value is, the more rmeote accesses that would be expected to
1455          * be incurred if the tasks were swapped.
1456          */
1457         if (cur) {
1458                 /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu */
1459                 if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, tsk_cpus_allowed(cur)))
1460                         goto unlock;
1461
1462                 /*
1463                  * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1464                  * in any group then look only at task weights.
1465                  */
1466                 if (cur->numa_group == env->p->numa_group) {
1467                         imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1468                               task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1469                         /*
1470                          * Add some hysteresis to prevent swapping the
1471                          * tasks within a group over tiny differences.
1472                          */
1473                         if (cur->numa_group)
1474                                 imp -= imp/16;
1475                 } else {
1476                         /*
1477                          * Compare the group weights. If a task is all by
1478                          * itself (not part of a group), use the task weight
1479                          * instead.
1480                          */
1481                         if (cur->numa_group)
1482                                 imp += group_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1483                                        group_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1484                         else
1485                                 imp += task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1486                                        task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1487                 }
1488         }
1489
1490         if (imp <= env->best_imp && moveimp <= env->best_imp)
1491                 goto unlock;
1492
1493         if (!cur) {
1494                 /* Is there capacity at our destination? */
1495                 if (env->src_stats.nr_running <= env->src_stats.task_capacity &&
1496                     !env->dst_stats.has_free_capacity)
1497                         goto unlock;
1498
1499                 goto balance;
1500         }
1501
1502         /* Balance doesn't matter much if we're running a task per cpu */
1503         if (imp > env->best_imp && src_rq->nr_running == 1 &&
1504                         dst_rq->nr_running == 1)
1505                 goto assign;
1506
1507         /*
1508          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1509          */
1510 balance:
1511         load = task_h_load(env->p);
1512         dst_load = env->dst_stats.load + load;
1513         src_load = env->src_stats.load - load;
1514
1515         if (moveimp > imp && moveimp > env->best_imp) {
1516                 /*
1517                  * If the improvement from just moving env->p direction is
1518                  * better than swapping tasks around, check if a move is
1519                  * possible. Store a slightly smaller score than moveimp,
1520                  * so an actually idle CPU will win.
1521                  */
1522                 if (!load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env)) {
1523                         imp = moveimp - 1;
1524                         put_task_struct(cur);
1525                         cur = NULL;
1526                         goto assign;
1527                 }
1528         }
1529
1530         if (imp <= env->best_imp)
1531                 goto unlock;
1532
1533         if (cur) {
1534                 load = task_h_load(cur);
1535                 dst_load -= load;
1536                 src_load += load;
1537         }
1538
1539         if (load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env))
1540                 goto unlock;
1541
1542         /*
1543          * One idle CPU per node is evaluated for a task numa move.
1544          * Call select_idle_sibling to maybe find a better one.
1545          */
1546         if (!cur)
1547                 env->dst_cpu = select_idle_sibling(env->p, env->src_cpu,
1548                                                    env->dst_cpu);
1549
1550 assign:
1551         assigned = true;
1552         task_numa_assign(env, cur, imp);
1553 unlock:
1554         rcu_read_unlock();
1555         /*
1556          * The dst_rq->curr isn't assigned. The protection for task_struct is
1557          * finished.
1558          */
1559         if (cur && !assigned)
1560                 put_task_struct(cur);
1561 }
1562
1563 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1564                                 long taskimp, long groupimp)
1565 {
1566         int cpu;
1567
1568         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1569                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1570                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(env->p)))
1571                         continue;
1572
1573                 env->dst_cpu = cpu;
1574                 task_numa_compare(env, taskimp, groupimp);
1575         }
1576 }
1577
1578 /* Only move tasks to a NUMA node less busy than the current node. */
1579 static bool numa_has_capacity(struct task_numa_env *env)
1580 {
1581         struct numa_stats *src = &env->src_stats;
1582         struct numa_stats *dst = &env->dst_stats;
1583
1584         if (src->has_free_capacity && !dst->has_free_capacity)
1585                 return false;
1586
1587         /*
1588          * Only consider a task move if the source has a higher load
1589          * than the destination, corrected for CPU capacity on each node.
1590          *
1591          *      src->load                dst->load
1592          * --------------------- vs ---------------------
1593          * src->compute_capacity    dst->compute_capacity
1594          */
1595         if (src->load * dst->compute_capacity * env->imbalance_pct >
1596
1597             dst->load * src->compute_capacity * 100)
1598                 return true;
1599
1600         return false;
1601 }
1602
1603 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1604 {
1605         struct task_numa_env env = {
1606                 .p = p,
1607
1608                 .src_cpu = task_cpu(p),
1609                 .src_nid = task_node(p),
1610
1611                 .imbalance_pct = 112,
1612
1613                 .best_task = NULL,
1614                 .best_imp = 0,
1615                 .best_cpu = -1
1616         };
1617         struct sched_domain *sd;
1618         unsigned long taskweight, groupweight;
1619         int nid, ret, dist;
1620         long taskimp, groupimp;
1621
1622         /*
1623          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1624          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1625          *
1626          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1627          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1628          * to satisfy here.
1629          */
1630         rcu_read_lock();
1631         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1632         if (sd)
1633                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1634         rcu_read_unlock();
1635
1636         /*
1637          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
1638          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
1639          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
1640          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
1641          */
1642         if (unlikely(!sd)) {
1643                 p->numa_preferred_nid = task_node(p);
1644                 return -EINVAL;
1645         }
1646
1647         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
1648         dist = env.dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1649         taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1650         groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1651         update_numa_stats(&env.src_stats, env.src_nid);
1652         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid, dist) - taskweight;
1653         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid, dist) - groupweight;
1654         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1655
1656         /* Try to find a spot on the preferred nid. */
1657         if (numa_has_capacity(&env))
1658                 task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1659
1660         /*
1661          * Look at other nodes in these cases:
1662          * - there is no space available on the preferred_nid
1663          * - the task is part of a numa_group that is interleaved across
1664          *   multiple NUMA nodes; in order to better consolidate the group,
1665          *   we need to check other locations.
1666          */
1667         if (env.best_cpu == -1 || (p->numa_group &&
1668                         nodes_weight(p->numa_group->active_nodes) > 1)) {
1669                 for_each_online_node(nid) {
1670                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
1671                                 continue;
1672
1673                         dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1674                         if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1675                                                 dist != env.dist) {
1676                                 taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1677                                 groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1678                         }
1679
1680                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
1681                         taskimp = task_weight(p, nid, dist) - taskweight;
1682                         groupimp = group_weight(p, nid, dist) - groupweight;
1683                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
1684                                 continue;
1685
1686                         env.dist = dist;
1687                         env.dst_nid = nid;
1688                         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1689                         if (numa_has_capacity(&env))
1690                                 task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1691                 }
1692         }
1693
1694         /*
1695          * If the task is part of a workload that spans multiple NUMA nodes,
1696          * and is migrating into one of the workload's active nodes, remember
1697          * this node as the task's preferred numa node, so the workload can
1698          * settle down.
1699          * A task that migrated to a second choice node will be better off
1700          * trying for a better one later. Do not set the preferred node here.
1701          */
1702         if (p->numa_group) {
1703                 if (env.best_cpu == -1)
1704                         nid = env.src_nid;
1705                 else
1706                         nid = env.dst_nid;
1707
1708                 if (node_isset(nid, p->numa_group->active_nodes))
1709                         sched_setnuma(p, env.dst_nid);
1710         }
1711
1712         /* No better CPU than the current one was found. */
1713         if (env.best_cpu == -1)
1714                 return -EAGAIN;
1715
1716         /*
1717          * Reset the scan period if the task is being rescheduled on an
1718          * alternative node to recheck if the tasks is now properly placed.
1719          */
1720         p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1721
1722         if (env.best_task == NULL) {
1723                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
1724                 if (ret != 0)
1725                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_cpu);
1726                 return ret;
1727         }
1728
1729         ret = migrate_swap(p, env.best_task);
1730         if (ret != 0)
1731                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, task_cpu(env.best_task));
1732         put_task_struct(env.best_task);
1733         return ret;
1734 }
1735
1736 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
1737 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
1738 {
1739         unsigned long interval = HZ;
1740
1741         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
1742         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == -1 || !p->numa_faults))
1743                 return;
1744
1745         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
1746         interval = min(interval, msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period) / 16);
1747         p->numa_migrate_retry = jiffies + interval;
1748
1749         /* Success if task is already running on preferred CPU */
1750         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
1751                 return;
1752
1753         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
1754         task_numa_migrate(p);
1755 }
1756
1757 /*
1758  * Find the nodes on which the workload is actively running. We do this by
1759  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
1760  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
1761  * located.
1762  *
1763  * The bitmask is used to make smarter decisions on when to do NUMA page
1764  * migrations, To prevent flip-flopping, and excessive page migrations, nodes
1765  * are added when they cause over 6/16 of the maximum number of faults, but
1766  * only removed when they drop below 3/16.
1767  */
1768 static void update_numa_active_node_mask(struct numa_group *numa_group)
1769 {
1770         unsigned long faults, max_faults = 0;
1771         int nid;
1772
1773         for_each_online_node(nid) {
1774                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1775                 if (faults > max_faults)
1776                         max_faults = faults;
1777         }
1778
1779         for_each_online_node(nid) {
1780                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1781                 if (!node_isset(nid, numa_group->active_nodes)) {
1782                         if (faults > max_faults * 6 / 16)
1783                                 node_set(nid, numa_group->active_nodes);
1784                 } else if (faults < max_faults * 3 / 16)
1785                         node_clear(nid, numa_group->active_nodes);
1786         }
1787 }
1788
1789 /*
1790  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
1791  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
1792  * period will be for the next scan window. If local/(local+remote) ratio is
1793  * below NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS)
1794  * the scan period will decrease. Aim for 70% local accesses.
1795  */
1796 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
1797 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 7
1798
1799 /*
1800  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
1801  * our memory is already on our local node, or if the majority of
1802  * the page accesses are shared with other processes.
1803  * Otherwise, decrease the scan period.
1804  */
1805 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
1806                         unsigned long shared, unsigned long private)
1807 {
1808         unsigned int period_slot;
1809         int ratio;
1810         int diff;
1811
1812         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
1813         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
1814
1815         /*
1816          * If there were no record hinting faults then either the task is
1817          * completely idle or all activity is areas that are not of interest
1818          * to automatic numa balancing. Related to that, if there were failed
1819          * migration then it implies we are migrating too quickly or the local
1820          * node is overloaded. In either case, scan slower
1821          */
1822         if (local + shared == 0 || p->numa_faults_locality[2]) {
1823                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1824                         p->numa_scan_period << 1);
1825
1826                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
1827                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1828
1829                 return;
1830         }
1831
1832         /*
1833          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
1834          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
1835          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
1836          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
1837          */
1838         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
1839         ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
1840         if (ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
1841                 int slot = ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
1842                 if (!slot)
1843                         slot = 1;
1844                 diff = slot * period_slot;
1845         } else {
1846                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
1847
1848                 /*
1849                  * Scale scan rate increases based on sharing. There is an
1850                  * inverse relationship between the degree of sharing and
1851                  * the adjustment made to the scanning period. Broadly
1852                  * speaking the intent is that there is little point
1853                  * scanning faster if shared accesses dominate as it may
1854                  * simply bounce migrations uselessly
1855                  */
1856                 ratio = DIV_ROUND_UP(private * NUMA_PERIOD_SLOTS, (private + shared + 1));
1857                 diff = (diff * ratio) / NUMA_PERIOD_SLOTS;
1858         }
1859
1860         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
1861                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
1862         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
1863 }
1864
1865 /*
1866  * Get the fraction of time the task has been running since the last
1867  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
1868  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
1869  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
1870  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
1871  */
1872 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
1873 {
1874         u64 runtime, delta, now;
1875         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
1876         now = p->se.exec_start;
1877         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1878
1879         if (p->last_task_numa_placement) {
1880                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
1881                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
1882         } else {
1883                 delta = p->se.avg.load_sum / p->se.load.weight;
1884                 *period = LOAD_AVG_MAX;
1885         }
1886
1887         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
1888         p->last_task_numa_placement = now;
1889
1890         return delta;
1891 }
1892
1893 /*
1894  * Determine the preferred nid for a task in a numa_group. This needs to
1895  * be done in a way that produces consistent results with group_weight,
1896  * otherwise workloads might not converge.
1897  */
1898 static int preferred_group_nid(struct task_struct *p, int nid)
1899 {
1900         nodemask_t nodes;
1901         int dist;
1902
1903         /* Direct connections between all NUMA nodes. */
1904         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
1905                 return nid;
1906
1907         /*
1908          * On a system with glueless mesh NUMA topology, group_weight
1909          * scores nodes according to the number of NUMA hinting faults on
1910          * both the node itself, and on nearby nodes.
1911          */
1912         if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1913                 unsigned long score, max_score = 0;
1914                 int node, max_node = nid;
1915
1916                 dist = sched_max_numa_distance;
1917
1918                 for_each_online_node(node) {
1919                         score = group_weight(p, node, dist);
1920                         if (score > max_score) {
1921                                 max_score = score;
1922                                 max_node = node;
1923                         }
1924                 }
1925                 return max_node;
1926         }
1927
1928         /*
1929          * Finding the preferred nid in a system with NUMA backplane
1930          * interconnect topology is more involved. The goal is to locate
1931          * tasks from numa_groups near each other in the system, and
1932          * untangle workloads from different sides of the system. This requires
1933          * searching down the hierarchy of node groups, recursively searching
1934          * inside the highest scoring group of nodes. The nodemask tricks
1935          * keep the complexity of the search down.
1936          */
1937         nodes = node_online_map;
1938         for (dist = sched_max_numa_distance; dist > LOCAL_DISTANCE; dist--) {
1939                 unsigned long max_faults = 0;
1940                 nodemask_t max_group = NODE_MASK_NONE;
1941                 int a, b;
1942
1943                 /* Are there nodes at this distance from each other? */
1944                 if (!find_numa_distance(dist))
1945                         continue;
1946
1947                 for_each_node_mask(a, nodes) {
1948                         unsigned long faults = 0;
1949                         nodemask_t this_group;
1950                         nodes_clear(this_group);
1951
1952                         /* Sum group's NUMA faults; includes a==b case. */
1953                         for_each_node_mask(b, nodes) {
1954                                 if (node_distance(a, b) < dist) {
1955                                         faults += group_faults(p, b);
1956                                         node_set(b, this_group);
1957                                         node_clear(b, nodes);
1958                                 }
1959                         }
1960
1961                         /* Remember the top group. */
1962                         if (faults > max_faults) {
1963                                 max_faults = faults;
1964                                 max_group = this_group;
1965                                 /*
1966                                  * subtle: at the smallest distance there is
1967                                  * just one node left in each "group", the
1968                                  * winner is the preferred nid.
1969                                  */
1970                                 nid = a;
1971                         }
1972                 }
1973                 /* Next round, evaluate the nodes within max_group. */
1974                 if (!max_faults)
1975                         break;
1976                 nodes = max_group;
1977         }
1978         return nid;
1979 }
1980
1981 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
1982 {
1983         int seq, nid, max_nid = -1, max_group_nid = -1;
1984         unsigned long max_faults = 0, max_group_faults = 0;
1985         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
1986         unsigned long total_faults;
1987         u64 runtime, period;
1988         spinlock_t *group_lock = NULL;
1989
1990         /*
1991          * The p->mm->numa_scan_seq field gets updated without
1992          * exclusive access. Use READ_ONCE() here to ensure
1993          * that the field is read in a single access:
1994          */
1995         seq = READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
1996         if (p->numa_scan_seq == seq)
1997                 return;
1998         p->numa_scan_seq = seq;
1999         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2000
2001         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
2002                        p->numa_faults_locality[1];
2003         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
2004
2005         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
2006         if (p->numa_group) {
2007                 group_lock = &p->numa_group->lock;
2008                 spin_lock_irq(group_lock);
2009         }
2010
2011         /* Find the node with the highest number of faults */
2012         for_each_online_node(nid) {
2013                 /* Keep track of the offsets in numa_faults array */
2014                 int mem_idx, membuf_idx, cpu_idx, cpubuf_idx;
2015                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
2016                 int priv;
2017
2018                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
2019                         long diff, f_diff, f_weight;
2020
2021                         mem_idx = task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, priv);
2022                         membuf_idx = task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, nid, priv);
2023                         cpu_idx = task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, priv);
2024                         cpubuf_idx = task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, nid, priv);
2025
2026                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
2027                         diff = p->numa_faults[membuf_idx] - p->numa_faults[mem_idx] / 2;
2028                         fault_types[priv] += p->numa_faults[membuf_idx];
2029                         p->numa_faults[membuf_idx] = 0;
2030
2031                         /*
2032                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
2033                          * count according to CPU use, instead of by the raw
2034                          * number of faults. Tasks with little runtime have
2035                          * little over-all impact on throughput, and thus their
2036                          * faults are less important.
2037                          */
2038                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
2039                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults[cpubuf_idx]) /
2040                                    (total_faults + 1);
2041                         f_diff = f_weight - p->numa_faults[cpu_idx] / 2;
2042                         p->numa_faults[cpubuf_idx] = 0;
2043
2044                         p->numa_faults[mem_idx] += diff;
2045                         p->numa_faults[cpu_idx] += f_diff;
2046                         faults += p->numa_faults[mem_idx];
2047                         p->total_numa_faults += diff;
2048                         if (p->numa_group) {
2049                                 /*
2050                                  * safe because we can only change our own group
2051                                  *
2052                                  * mem_idx represents the offset for a given
2053                                  * nid and priv in a specific region because it
2054                                  * is at the beginning of the numa_faults array.
2055                                  */
2056                                 p->numa_group->faults[mem_idx] += diff;
2057                                 p->numa_group->faults_cpu[mem_idx] += f_diff;
2058                                 p->numa_group->total_faults += diff;
2059                                 group_faults += p->numa_group->faults[mem_idx];
2060                         }
2061                 }
2062
2063                 if (faults > max_faults) {
2064                         max_faults = faults;
2065                         max_nid = nid;
2066                 }
2067
2068                 if (group_faults > max_group_faults) {
2069                         max_group_faults = group_faults;
2070                         max_group_nid = nid;
2071                 }
2072         }
2073
2074         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
2075
2076         if (p->numa_group) {
2077                 update_numa_active_node_mask(p->numa_group);
2078                 spin_unlock_irq(group_lock);
2079                 max_nid = preferred_group_nid(p, max_group_nid);
2080         }
2081
2082         if (max_faults) {
2083                 /* Set the new preferred node */
2084                 if (max_nid != p->numa_preferred_nid)
2085                         sched_setnuma(p, max_nid);
2086
2087                 if (task_node(p) != p->numa_preferred_nid)
2088                         numa_migrate_preferred(p);
2089         }
2090 }
2091
2092 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
2093 {
2094         return atomic_inc_not_zero(&grp->refcount);
2095 }
2096
2097 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
2098 {
2099         if (atomic_dec_and_test(&grp->refcount))
2100                 kfree_rcu(grp, rcu);
2101 }
2102
2103 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
2104                         int *priv)
2105 {
2106         struct numa_group *grp, *my_grp;
2107         struct task_struct *tsk;
2108         bool join = false;
2109         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
2110         int i;
2111
2112         if (unlikely(!p->numa_group)) {
2113                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
2114                                     4*nr_node_ids*sizeof(unsigned long);
2115
2116                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
2117                 if (!grp)
2118                         return;
2119
2120                 atomic_set(&grp->refcount, 1);
2121                 spin_lock_init(&grp->lock);
2122                 grp->gid = p->pid;
2123                 /* Second half of the array tracks nids where faults happen */
2124                 grp->faults_cpu = grp->faults + NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES *
2125                                                 nr_node_ids;
2126
2127                 node_set(task_node(current), grp->active_nodes);
2128
2129                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2130                         grp->faults[i] = p->numa_faults[i];
2131
2132                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
2133
2134                 grp->nr_tasks++;
2135                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2136         }
2137
2138         rcu_read_lock();
2139         tsk = READ_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
2140
2141         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
2142                 goto no_join;
2143
2144         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
2145         if (!grp)
2146                 goto no_join;
2147
2148         my_grp = p->numa_group;
2149         if (grp == my_grp)
2150                 goto no_join;
2151
2152         /*
2153          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
2154          * the other task will join us.
2155          */
2156         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
2157                 goto no_join;
2158
2159         /*
2160          * Tie-break on the grp address.
2161          */
2162         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
2163                 goto no_join;
2164
2165         /* Always join threads in the same process. */
2166         if (tsk->mm == current->mm)
2167                 join = true;
2168
2169         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
2170         if (flags & TNF_SHARED)
2171                 join = true;
2172
2173         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
2174         *priv = !join;
2175
2176         if (join && !get_numa_group(grp))
2177                 goto no_join;
2178
2179         rcu_read_unlock();
2180
2181         if (!join)
2182                 return;
2183
2184         BUG_ON(irqs_disabled());
2185         double_lock_irq(&my_grp->lock, &grp->lock);
2186
2187         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
2188                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2189                 grp->faults[i] += p->numa_faults[i];
2190         }
2191         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2192         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
2193
2194         my_grp->nr_tasks--;
2195         grp->nr_tasks++;
2196
2197         spin_unlock(&my_grp->lock);
2198         spin_unlock_irq(&grp->lock);
2199
2200         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2201
2202         put_numa_group(my_grp);
2203         return;
2204
2205 no_join:
2206         rcu_read_unlock();
2207         return;
2208 }
2209
2210 void task_numa_free(struct task_struct *p)
2211 {
2212         struct numa_group *grp = p->numa_group;
2213         void *numa_faults = p->numa_faults;
2214         unsigned long flags;
2215         int i;
2216
2217         if (grp) {
2218                 spin_lock_irqsave(&grp->lock, flags);
2219                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2220                         grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2221                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2222
2223                 grp->nr_tasks--;
2224                 spin_unlock_irqrestore(&grp->lock, flags);
2225                 RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2226                 put_numa_group(grp);
2227         }
2228
2229         p->numa_faults = NULL;
2230         kfree(numa_faults);
2231 }
2232
2233 /*
2234  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
2235  */
2236 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
2237 {
2238         struct task_struct *p = current;
2239         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
2240         int cpu_node = task_node(current);
2241         int local = !!(flags & TNF_FAULT_LOCAL);
2242         int priv;
2243
2244         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2245                 return;
2246
2247         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
2248         if (!p->mm)
2249                 return;
2250
2251         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
2252         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
2253                 int size = sizeof(*p->numa_faults) *
2254                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
2255
2256                 p->numa_faults = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
2257                 if (!p->numa_faults)
2258                         return;
2259
2260                 p->total_numa_faults = 0;
2261                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2262         }
2263
2264         /*
2265          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
2266          * to be private if the accessing pid has not changed
2267          */
2268         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
2269                 priv = 1;
2270         } else {
2271                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
2272                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
2273                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
2274         }
2275
2276         /*
2277          * If a workload spans multiple NUMA nodes, a shared fault that
2278          * occurs wholly within the set of nodes that the workload is
2279          * actively using should be counted as local. This allows the
2280          * scan rate to slow down when a workload has settled down.
2281          */
2282         if (!priv && !local && p->numa_group &&
2283                         node_isset(cpu_node, p->numa_group->active_nodes) &&
2284                         node_isset(mem_node, p->numa_group->active_nodes))
2285                 local = 1;
2286
2287         task_numa_placement(p);
2288
2289         /*
2290          * Retry task to preferred node migration periodically, in case it
2291          * case it previously failed, or the scheduler moved us.
2292          */
2293         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry))
2294                 numa_migrate_preferred(p);
2295
2296         if (migrated)
2297                 p->numa_pages_migrated += pages;
2298         if (flags & TNF_MIGRATE_FAIL)
2299                 p->numa_faults_locality[2] += pages;
2300
2301         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, mem_node, priv)] += pages;
2302         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, cpu_node, priv)] += pages;
2303         p->numa_faults_locality[local] += pages;
2304 }
2305
2306 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
2307 {
2308         /*
2309          * We only did a read acquisition of the mmap sem, so
2310          * p->mm->numa_scan_seq is written to without exclusive access
2311          * and the update is not guaranteed to be atomic. That's not
2312          * much of an issue though, since this is just used for
2313          * statistical sampling. Use READ_ONCE/WRITE_ONCE, which are not
2314          * expensive, to avoid any form of compiler optimizations:
2315          */
2316         WRITE_ONCE(p->mm->numa_scan_seq, READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq) + 1);
2317         p->mm->numa_scan_offset = 0;
2318 }
2319
2320 /*
2321  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
2322  * Triggered from task_tick_numa().
2323  */
2324 void task_numa_work(struct callback_head *work)
2325 {
2326         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
2327         struct task_struct *p = current;
2328         struct mm_struct *mm = p->mm;
2329         struct vm_area_struct *vma;
2330         unsigned long start, end;
2331         unsigned long nr_pte_updates = 0;
2332         long pages, virtpages;
2333
2334         WARN_ON_ONCE(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
2335
2336         work->next = work; /* protect against double add */
2337         /*
2338          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
2339          *
2340          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
2341          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
2342          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
2343          * work.
2344          */
2345         if (p->flags & PF_EXITING)
2346                 return;
2347
2348         if (!mm->numa_next_scan) {
2349                 mm->numa_next_scan = now +
2350                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2351         }
2352
2353         /*
2354          * Enforce maximal scan/migration frequency..
2355          */
2356         migrate = mm->numa_next_scan;
2357         if (time_before(now, migrate))
2358                 return;
2359
2360         if (p->numa_scan_period == 0) {
2361                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2362                 p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
2363         }
2364
2365         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2366         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
2367                 return;
2368
2369         /*
2370          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
2371          * the next time around.
2372          */
2373         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
2374
2375         start = mm->numa_scan_offset;
2376         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
2377         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
2378         virtpages = pages * 8;     /* Scan up to this much virtual space */
2379         if (!pages)
2380                 return;
2381
2382
2383         down_read(&mm->mmap_sem);
2384         vma = find_vma(mm, start);
2385         if (!vma) {
2386                 reset_ptenuma_scan(p);
2387                 start = 0;
2388                 vma = mm->mmap;
2389         }
2390         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
2391                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(vma) ||
2392                         is_vm_hugetlb_page(vma) || (vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP)) {
2393                         continue;
2394                 }
2395
2396                 /*
2397                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
2398                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
2399                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
2400                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
2401                  */
2402                 if (!vma->vm_mm ||
2403                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
2404                         continue;
2405
2406                 /*
2407                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
2408                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
2409                  */
2410                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
2411                         continue;
2412
2413                 do {
2414                         start = max(start, vma->vm_start);
2415                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
2416                         end = min(end, vma->vm_end);
2417                         nr_pte_updates = change_prot_numa(vma, start, end);
2418
2419                         /*
2420                          * Try to scan sysctl_numa_balancing_size worth of
2421                          * hpages that have at least one present PTE that
2422                          * is not already pte-numa. If the VMA contains
2423                          * areas that are unused or already full of prot_numa
2424                          * PTEs, scan up to virtpages, to skip through those
2425                          * areas faster.
2426                          */
2427                         if (nr_pte_updates)
2428                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2429                         virtpages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2430
2431                         start = end;
2432                         if (pages <= 0 || virtpages <= 0)
2433                                 goto out;
2434
2435                         cond_resched();
2436                 } while (end != vma->vm_end);
2437         }
2438
2439 out:
2440         /*
2441          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
2442          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
2443          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
2444          * scanner to the start so check it now.
2445          */
2446         if (vma)
2447                 mm->numa_scan_offset = start;
2448         else
2449                 reset_ptenuma_scan(p);
2450         up_read(&mm->mmap_sem);
2451 }
2452
2453 /*
2454  * Drive the periodic memory faults..
2455  */
2456 void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2457 {
2458         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
2459         u64 period, now;
2460
2461         /*
2462          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
2463          */
2464         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
2465                 return;
2466
2467         /*
2468          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
2469          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
2470          * task needs to have done some actual work before we bother with
2471          * NUMA placement.
2472          */
2473         now = curr->se.sum_exec_runtime;
2474         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
2475
2476         if (now > curr->node_stamp + period) {
2477                 if (!curr->node_stamp)
2478                         curr->numa_scan_period = task_scan_min(curr);
2479                 curr->node_stamp += period;
2480
2481                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
2482                         init_task_work(work, task_numa_work); /* TODO: move this into sched_fork() */
2483                         task_work_add(curr, work, true);
2484                 }
2485         }
2486 }
2487 #else
2488 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2489 {
2490 }
2491
2492 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2493 {
2494 }
2495
2496 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2497 {
2498 }
2499 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2500
2501 static void
2502 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2503 {
2504         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2505         if (!parent_entity(se))
2506                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2507 #ifdef CONFIG_SMP
2508         if (entity_is_task(se)) {
2509                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2510
2511                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
2512                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
2513         }
2514 #endif
2515         cfs_rq->nr_running++;
2516 }
2517
2518 static void
2519 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2520 {
2521         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2522         if (!parent_entity(se))
2523                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2524         if (entity_is_task(se)) {
2525                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
2526                 list_del_init(&se->group_node);
2527         }
2528         cfs_rq->nr_running--;
2529 }
2530
2531 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2532 # ifdef CONFIG_SMP
2533 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2534 {
2535         long tg_weight, load, shares;
2536
2537         /*
2538          * This really should be: cfs_rq->avg.load_avg, but instead we use
2539          * cfs_rq->load.weight, which is its upper bound. This helps ramp up
2540          * the shares for small weight interactive tasks.
2541          */
2542         load = scale_load_down(cfs_rq->load.weight);
2543
2544         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
2545
2546         /* Ensure tg_weight >= load */
2547         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
2548         tg_weight += load;
2549
2550         shares = (tg->shares * load);
2551         if (tg_weight)
2552                 shares /= tg_weight;
2553
2554         if (shares < MIN_SHARES)
2555                 shares = MIN_SHARES;
2556         if (shares > tg->shares)
2557                 shares = tg->shares;
2558
2559         return shares;
2560 }
2561 # else /* CONFIG_SMP */
2562 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2563 {
2564         return tg->shares;
2565 }
2566 # endif /* CONFIG_SMP */
2567
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 sched_entity *se)
2587 {
2588         struct cfs_rq *cfs_rq = group_cfs_rq(se);
2589         struct task_group *tg;
2590         long shares;
2591
2592         if (!cfs_rq)
2593                 return;
2594
2595         if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
2596                 return;
2597
2598         tg = cfs_rq->tg;
2599
2600 #ifndef CONFIG_SMP
2601         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
2602                 return;
2603 #endif
2604         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
2605
2606         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
2607 }
2608
2609 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2610 static inline void update_cfs_shares(struct sched_entity *se)
2611 {
2612 }
2613 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2614
2615 #ifdef CONFIG_SMP
2616 /* Precomputed fixed inverse multiplies for multiplication by y^n */
2617 static const u32 runnable_avg_yN_inv[] = {
2618         0xffffffff, 0xfa83b2da, 0xf5257d14, 0xefe4b99a, 0xeac0c6e6, 0xe5b906e6,
2619         0xe0ccdeeb, 0xdbfbb796, 0xd744fcc9, 0xd2a81d91, 0xce248c14, 0xc9b9bd85,
2620         0xc5672a10, 0xc12c4cc9, 0xbd08a39e, 0xb8fbaf46, 0xb504f333, 0xb123f581,
2621         0xad583ee9, 0xa9a15ab4, 0xa5fed6a9, 0xa2704302, 0x9ef5325f, 0x9b8d39b9,
2622         0x9837f050, 0x94f4efa8, 0x91c3d373, 0x8ea4398a, 0x8b95c1e3, 0x88980e80,
2623         0x85aac367, 0x82cd8698,
2624 };
2625
2626 /*
2627  * Precomputed \Sum y^k { 1<=k<=n }.  These are floor(true_value) to prevent
2628  * over-estimates when re-combining.
2629  */
2630 static const u32 runnable_avg_yN_sum[] = {
2631             0, 1002, 1982, 2941, 3880, 4798, 5697, 6576, 7437, 8279, 9103,
2632          9909,10698,11470,12226,12966,13690,14398,15091,15769,16433,17082,
2633         17718,18340,18949,19545,20128,20698,21256,21802,22336,22859,23371,
2634 };
2635
2636 /*
2637  * Approximate:
2638  *   val * y^n,    where y^32 ~= 0.5 (~1 scheduling period)
2639  */
2640 static __always_inline u64 decay_load(u64 val, u64 n)
2641 {
2642         unsigned int local_n;
2643
2644         if (!n)
2645                 return val;
2646         else if (unlikely(n > LOAD_AVG_PERIOD * 63))
2647                 return 0;
2648
2649         /* after bounds checking we can collapse to 32-bit */
2650         local_n = n;
2651
2652         /*
2653          * As y^PERIOD = 1/2, we can combine
2654          *    y^n = 1/2^(n/PERIOD) * y^(n%PERIOD)
2655          * With a look-up table which covers y^n (n<PERIOD)
2656          *
2657          * To achieve constant time decay_load.
2658          */
2659         if (unlikely(local_n >= LOAD_AVG_PERIOD)) {
2660                 val >>= local_n / LOAD_AVG_PERIOD;
2661                 local_n %= LOAD_AVG_PERIOD;
2662         }
2663
2664         val = mul_u64_u32_shr(val, runnable_avg_yN_inv[local_n], 32);
2665         return val;
2666 }
2667
2668 /*
2669  * For updates fully spanning n periods, the contribution to runnable
2670  * average will be: \Sum 1024*y^n
2671  *
2672  * We can compute this reasonably efficiently by combining:
2673  *   y^PERIOD = 1/2 with precomputed \Sum 1024*y^n {for  n <PERIOD}
2674  */
2675 static u32 __compute_runnable_contrib(u64 n)
2676 {
2677         u32 contrib = 0;
2678
2679         if (likely(n <= LOAD_AVG_PERIOD))
2680                 return runnable_avg_yN_sum[n];
2681         else if (unlikely(n >= LOAD_AVG_MAX_N))
2682                 return LOAD_AVG_MAX;
2683
2684         /* Compute \Sum k^n combining precomputed values for k^i, \Sum k^j */
2685         do {
2686                 contrib /= 2; /* y^LOAD_AVG_PERIOD = 1/2 */
2687                 contrib += runnable_avg_yN_sum[LOAD_AVG_PERIOD];
2688
2689                 n -= LOAD_AVG_PERIOD;
2690         } while (n > LOAD_AVG_PERIOD);
2691
2692         contrib = decay_load(contrib, n);
2693         return contrib + runnable_avg_yN_sum[n];
2694 }
2695
2696 #if (SCHED_LOAD_SHIFT - SCHED_LOAD_RESOLUTION) != 10 || SCHED_CAPACITY_SHIFT != 10
2697 #error "load tracking assumes 2^10 as unit"
2698 #endif
2699
2700 #define cap_scale(v, s) ((v)*(s) >> SCHED_CAPACITY_SHIFT)
2701
2702 /*
2703  * We can represent the historical contribution to runnable average as the
2704  * coefficients of a geometric series.  To do this we sub-divide our runnable
2705  * history into segments of approximately 1ms (1024us); label the segment that
2706  * occurred N-ms ago p_N, with p_0 corresponding to the current period, e.g.
2707  *
2708  * [<- 1024us ->|<- 1024us ->|<- 1024us ->| ...
2709  *      p0            p1           p2
2710  *     (now)       (~1ms ago)  (~2ms ago)
2711  *
2712  * Let u_i denote the fraction of p_i that the entity was runnable.
2713  *
2714  * We then designate the fractions u_i as our co-efficients, yielding the
2715  * following representation of historical load:
2716  *   u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + u_3*y^3 + ...
2717  *
2718  * We choose y based on the with of a reasonably scheduling period, fixing:
2719  *   y^32 = 0.5
2720  *
2721  * This means that the contribution to load ~32ms ago (u_32) will be weighted
2722  * approximately half as much as the contribution to load within the last ms
2723  * (u_0).
2724  *
2725  * When a period "rolls over" and we have new u_0`, multiplying the previous
2726  * sum again by y is sufficient to update:
2727  *   load_avg = u_0` + y*(u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... )
2728  *            = u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... [re-labeling u_i --> u_{i+1}]
2729  */
2730 static __always_inline int
2731 __update_load_avg(u64 now, int cpu, struct sched_avg *sa,
2732                   unsigned long weight, int running, struct cfs_rq *cfs_rq)
2733 {
2734         u64 delta, scaled_delta, periods;
2735         u32 contrib;
2736         unsigned int delta_w, scaled_delta_w, decayed = 0;
2737         unsigned long scale_freq, scale_cpu;
2738
2739         delta = now - sa->last_update_time;
2740         /*
2741          * This should only happen when time goes backwards, which it
2742          * unfortunately does during sched clock init when we swap over to TSC.
2743          */
2744         if ((s64)delta < 0) {
2745                 sa->last_update_time = now;
2746                 return 0;
2747         }
2748
2749         /*
2750          * Use 1024ns as the unit of measurement since it's a reasonable
2751          * approximation of 1us and fast to compute.
2752          */
2753         delta >>= 10;
2754         if (!delta)
2755                 return 0;
2756         sa->last_update_time = now;
2757
2758         scale_freq = arch_scale_freq_capacity(NULL, cpu);
2759         scale_cpu = arch_scale_cpu_capacity(NULL, cpu);
2760         trace_sched_contrib_scale_f(cpu, scale_freq, scale_cpu);
2761
2762         /* delta_w is the amount already accumulated against our next period */
2763         delta_w = sa->period_contrib;
2764         if (delta + delta_w >= 1024) {
2765                 decayed = 1;
2766
2767                 /* how much left for next period will start over, we don't know yet */
2768                 sa->period_contrib = 0;
2769
2770                 /*
2771                  * Now that we know we're crossing a period boundary, figure
2772                  * out how much from delta we need to complete the current
2773                  * period and accrue it.
2774                  */
2775                 delta_w = 1024 - delta_w;
2776                 scaled_delta_w = cap_scale(delta_w, scale_freq);
2777                 if (weight) {
2778                         sa->load_sum += weight * scaled_delta_w;
2779                         if (cfs_rq) {
2780                                 cfs_rq->runnable_load_sum +=
2781                                                 weight * scaled_delta_w;
2782                         }
2783                 }
2784                 if (running)
2785                         sa->util_sum += scaled_delta_w * scale_cpu;
2786
2787                 delta -= delta_w;
2788
2789                 /* Figure out how many additional periods this update spans */
2790                 periods = delta / 1024;
2791                 delta %= 1024;
2792
2793                 sa->load_sum = decay_load(sa->load_sum, periods + 1);
2794                 if (cfs_rq) {
2795                         cfs_rq->runnable_load_sum =
2796                                 decay_load(cfs_rq->runnable_load_sum, periods + 1);
2797                 }
2798                 sa->util_sum = decay_load((u64)(sa->util_sum), periods + 1);
2799
2800                 /* Efficiently calculate \sum (1..n_period) 1024*y^i */
2801                 contrib = __compute_runnable_contrib(periods);
2802                 contrib = cap_scale(contrib, scale_freq);
2803                 if (weight) {
2804                         sa->load_sum += weight * contrib;
2805                         if (cfs_rq)
2806                                 cfs_rq->runnable_load_sum += weight * contrib;
2807                 }
2808                 if (running)
2809                         sa->util_sum += contrib * scale_cpu;
2810         }
2811
2812         /* Remainder of delta accrued against u_0` */
2813         scaled_delta = cap_scale(delta, scale_freq);
2814         if (weight) {
2815                 sa->load_sum += weight * scaled_delta;
2816                 if (cfs_rq)
2817                         cfs_rq->runnable_load_sum += weight * scaled_delta;
2818         }
2819         if (running)
2820                 sa->util_sum += scaled_delta * scale_cpu;
2821
2822         sa->period_contrib += delta;
2823
2824         if (decayed) {
2825                 sa->load_avg = div_u64(sa->load_sum, LOAD_AVG_MAX);
2826                 if (cfs_rq) {
2827                         cfs_rq->runnable_load_avg =
2828                                 div_u64(cfs_rq->runnable_load_sum, LOAD_AVG_MAX);
2829                 }
2830                 sa->util_avg = sa->util_sum / LOAD_AVG_MAX;
2831         }
2832
2833         return decayed;
2834 }
2835
2836 /*
2837  * Signed add and clamp on underflow.
2838  *
2839  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
2840  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
2841  * values.
2842  */
2843 #define add_positive(_ptr, _val) do {                           \
2844         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
2845         typeof(_val) val = (_val);                              \
2846         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
2847                                                                 \
2848         res = var + val;                                        \
2849                                                                 \
2850         if (val < 0 && res > var)                               \
2851                 res = 0;                                        \
2852                                                                 \
2853         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
2854 } while (0)
2855
2856 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2857 /**
2858  * update_tg_load_avg - update the tg's load avg
2859  * @cfs_rq: the cfs_rq whose avg changed
2860  * @force: update regardless of how small the difference
2861  *
2862  * This function 'ensures': tg->load_avg := \Sum tg->cfs_rq[]->avg.load.
2863  * However, because tg->load_avg is a global value there are performance
2864  * considerations.
2865  *
2866  * In order to avoid having to look at the other cfs_rq's, we use a
2867  * differential update where we store the last value we propagated. This in
2868  * turn allows skipping updates if the differential is 'small'.
2869  *
2870  * Updating tg's load_avg is necessary before update_cfs_share() (which is
2871  * done) and effective_load() (which is not done because it is too costly).
2872  */
2873 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force)
2874 {
2875         long delta = cfs_rq->avg.load_avg - cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
2876
2877         /*
2878          * No need to update load_avg for root_task_group as it is not used.
2879          */
2880         if (cfs_rq->tg == &root_task_group)
2881                 return;
2882
2883         if (force || abs(delta) > cfs_rq->tg_load_avg_contrib / 64) {
2884                 atomic_long_add(delta, &cfs_rq->tg->load_avg);
2885                 cfs_rq->tg_load_avg_contrib = cfs_rq->avg.load_avg;
2886         }
2887 }
2888
2889 /*
2890  * Called within set_task_rq() right before setting a task's cpu. The
2891  * caller only guarantees p->pi_lock is held; no other assumptions,
2892  * including the state of rq->lock, should be made.
2893  */
2894 void set_task_rq_fair(struct sched_entity *se,
2895                       struct cfs_rq *prev, struct cfs_rq *next)
2896 {
2897         if (!sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD))
2898                 return;
2899
2900         /*
2901          * We are supposed to update the task to "current" time, then its up to
2902          * date and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we have difficulty in
2903          * getting what current time is, so simply throw away the out-of-date
2904          * time. This will result in the wakee task is less decayed, but giving
2905          * the wakee more load sounds not bad.
2906          */
2907         if (se->avg.last_update_time && prev) {
2908                 u64 p_last_update_time;
2909                 u64 n_last_update_time;
2910
2911 #ifndef CONFIG_64BIT
2912                 u64 p_last_update_time_copy;
2913                 u64 n_last_update_time_copy;
2914
2915                 do {
2916                         p_last_update_time_copy = prev->load_last_update_time_copy;
2917                         n_last_update_time_copy = next->load_last_update_time_copy;
2918
2919                         smp_rmb();
2920
2921                         p_last_update_time = prev->avg.last_update_time;
2922                         n_last_update_time = next->avg.last_update_time;
2923
2924                 } while (p_last_update_time != p_last_update_time_copy ||
2925                          n_last_update_time != n_last_update_time_copy);
2926 #else
2927                 p_last_update_time = prev->avg.last_update_time;
2928                 n_last_update_time = next->avg.last_update_time;
2929 #endif
2930                 __update_load_avg(p_last_update_time, cpu_of(rq_of(prev)),
2931                                   &se->avg, 0, 0, NULL);
2932                 se->avg.last_update_time = n_last_update_time;
2933         }
2934 }
2935
2936 /* Take into account change of utilization of a child task group */
2937 static inline void
2938 update_tg_cfs_util(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2939 {
2940         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
2941         long delta = gcfs_rq->avg.util_avg - se->avg.util_avg;
2942
2943         /* Nothing to update */
2944         if (!delta)
2945                 return;
2946
2947         /* Set new sched_entity's utilization */
2948         se->avg.util_avg = gcfs_rq->avg.util_avg;
2949         se->avg.util_sum = se->avg.util_avg * LOAD_AVG_MAX;
2950
2951         /* Update parent cfs_rq utilization */
2952         add_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, delta);
2953         cfs_rq->avg.util_sum = cfs_rq->avg.util_avg * LOAD_AVG_MAX;
2954 }
2955
2956 /* Take into account change of load of a child task group */
2957 static inline void
2958 update_tg_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2959 {
2960         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
2961         long delta, load = gcfs_rq->avg.load_avg;
2962
2963         /*
2964          * If the load of group cfs_rq is null, the load of the
2965          * sched_entity will also be null so we can skip the formula
2966          */
2967         if (load) {
2968                 long tg_load;
2969
2970                 /* Get tg's load and ensure tg_load > 0 */
2971                 tg_load = atomic_long_read(&gcfs_rq->tg->load_avg) + 1;
2972
2973                 /* Ensure tg_load >= load and updated with current load*/
2974                 tg_load -= gcfs_rq->tg_load_avg_contrib;
2975                 tg_load += load;
2976
2977                 /*
2978                  * We need to compute a correction term in the case that the
2979                  * task group is consuming more CPU than a task of equal
2980                  * weight. A task with a weight equals to tg->shares will have
2981                  * a load less or equal to scale_load_down(tg->shares).
2982                  * Similarly, the sched_entities that represent the task group
2983                  * at parent level, can't have a load higher than
2984                  * scale_load_down(tg->shares). And the Sum of sched_entities'
2985                  * load must be <= scale_load_down(tg->shares).
2986                  */
2987                 if (tg_load > scale_load_down(gcfs_rq->tg->shares)) {
2988                         /* scale gcfs_rq's load into tg's shares*/
2989                         load *= scale_load_down(gcfs_rq->tg->shares);
2990                         load /= tg_load;
2991                 }
2992         }
2993
2994         delta = load - se->avg.load_avg;
2995
2996         /* Nothing to update */
2997         if (!delta)
2998                 return;
2999
3000         /* Set new sched_entity's load */
3001         se->avg.load_avg = load;
3002         se->avg.load_sum = se->avg.load_avg * LOAD_AVG_MAX;
3003
3004         /* Update parent cfs_rq load */
3005         add_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, delta);
3006         cfs_rq->avg.load_sum = cfs_rq->avg.load_avg * LOAD_AVG_MAX;
3007
3008         /*
3009          * If the sched_entity is already enqueued, we also have to update the
3010          * runnable load avg.
3011          */
3012         if (se->on_rq) {
3013                 /* Update parent cfs_rq runnable_load_avg */
3014                 add_positive(&cfs_rq->runnable_load_avg, delta);
3015                 cfs_rq->runnable_load_sum = cfs_rq->runnable_load_avg * LOAD_AVG_MAX;
3016         }
3017 }
3018
3019 static inline void set_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq)
3020 {
3021         cfs_rq->propagate_avg = 1;
3022 }
3023
3024 static inline int test_and_clear_tg_cfs_propagate(struct sched_entity *se)
3025 {
3026         struct cfs_rq *cfs_rq = group_cfs_rq(se);
3027
3028         if (!cfs_rq->propagate_avg)
3029                 return 0;
3030
3031         cfs_rq->propagate_avg = 0;
3032         return 1;
3033 }
3034
3035 /* Update task and its cfs_rq load average */
3036 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3037 {
3038         struct cfs_rq *cfs_rq;
3039
3040         if (entity_is_task(se))
3041                 return 0;
3042
3043         if (!test_and_clear_tg_cfs_propagate(se))
3044                 return 0;
3045
3046         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3047
3048         set_tg_cfs_propagate(cfs_rq);
3049
3050         update_tg_cfs_util(cfs_rq, se);
3051         update_tg_cfs_load(cfs_rq, se);
3052
3053         return 1;
3054 }
3055
3056 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3057
3058 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force) {}
3059
3060 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3061 {
3062         return 0;
3063 }
3064
3065 static inline void set_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3066
3067 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3068
3069 static inline void cfs_rq_util_change(struct cfs_rq *cfs_rq)
3070 {
3071         if (&this_rq()->cfs == cfs_rq) {
3072                 /*
3073                  * There are a few boundary cases this might miss but it should
3074                  * get called often enough that that should (hopefully) not be
3075                  * a real problem -- added to that it only calls on the local
3076                  * CPU, so if we enqueue remotely we'll miss an update, but
3077                  * the next tick/schedule should update.
3078                  *
3079                  * It will not get called when we go idle, because the idle
3080                  * thread is a different class (!fair), nor will the utilization
3081                  * number include things like RT tasks.
3082                  *
3083                  * As is, the util number is not freq-invariant (we'd have to
3084                  * implement arch_scale_freq_capacity() for that).
3085                  *
3086                  * See cpu_util().
3087                  */
3088                 cpufreq_update_util(rq_of(cfs_rq), 0);
3089         }
3090 }
3091
3092 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
3093
3094 /*
3095  * Unsigned subtract and clamp on underflow.
3096  *
3097  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
3098  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
3099  * values.
3100  */
3101 #define sub_positive(_ptr, _val) do {                           \
3102         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
3103         typeof(*ptr) val = (_val);                              \
3104         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
3105         res = var - val;                                        \
3106         if (res > var)                                          \
3107                 res = 0;                                        \
3108         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
3109 } while (0)
3110
3111 /**
3112  * update_cfs_rq_load_avg - update the cfs_rq's load/util averages
3113  * @now: current time, as per cfs_rq_clock_task()
3114  * @cfs_rq: cfs_rq to update
3115  * @update_freq: should we call cfs_rq_util_change() or will the call do so
3116  *
3117  * The cfs_rq avg is the direct sum of all its entities (blocked and runnable)
3118  * avg. The immediate corollary is that all (fair) tasks must be attached, see
3119  * post_init_entity_util_avg().
3120  *
3121  * cfs_rq->avg is used for task_h_load() and update_cfs_share() for example.
3122  *
3123  * Returns true if the load decayed or we removed load.
3124  *
3125  * Since both these conditions indicate a changed cfs_rq->avg.load we should
3126  * call update_tg_load_avg() when this function returns true.
3127  */
3128 static inline int
3129 update_cfs_rq_load_avg(u64 now, struct cfs_rq *cfs_rq, bool update_freq)
3130 {
3131         struct sched_avg *sa = &cfs_rq->avg;
3132         int decayed, removed = 0, removed_util = 0;
3133
3134         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_load_avg)) {
3135                 s64 r = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_load_avg, 0);
3136                 sub_positive(&sa->load_avg, r);
3137                 sub_positive(&sa->load_sum, r * LOAD_AVG_MAX);
3138                 removed = 1;
3139                 set_tg_cfs_propagate(cfs_rq);
3140         }
3141
3142         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_util_avg)) {
3143                 long r = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_util_avg, 0);
3144                 sub_positive(&sa->util_avg, r);
3145                 sub_positive(&sa->util_sum, r * LOAD_AVG_MAX);
3146                 removed_util = 1;
3147                 set_tg_cfs_propagate(cfs_rq);
3148         }
3149
3150         decayed = __update_load_avg(now, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), sa,
3151                 scale_load_down(cfs_rq->load.weight), cfs_rq->curr != NULL, cfs_rq);
3152
3153 #ifndef CONFIG_64BIT
3154         smp_wmb();
3155         cfs_rq->load_last_update_time_copy = sa->last_update_time;
3156 #endif
3157
3158         /* Trace CPU load, unless cfs_rq belongs to a non-root task_group */
3159         if (cfs_rq == &rq_of(cfs_rq)->cfs)
3160                 trace_sched_load_avg_cpu(cpu_of(rq_of(cfs_rq)), cfs_rq);
3161
3162         if (update_freq && (decayed || removed_util))
3163                 cfs_rq_util_change(cfs_rq);
3164
3165         return decayed || removed;
3166 }
3167
3168 /*
3169  * Optional action to be done while updating the load average
3170  */
3171 #define UPDATE_TG       0x1
3172 #define SKIP_AGE_LOAD   0x2
3173
3174 /* Update task and its cfs_rq load average */
3175 static inline void update_load_avg(struct sched_entity *se, int flags)
3176 {
3177         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3178         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
3179         int cpu = cpu_of(rq_of(cfs_rq));
3180         int decayed;
3181         void *ptr = NULL;
3182
3183         /*
3184          * Track task load average for carrying it to new CPU after migrated, and
3185          * track group sched_entity load average for task_h_load calc in migration
3186          */
3187         if (se->avg.last_update_time && !(flags & SKIP_AGE_LOAD)) {
3188                 __update_load_avg(now, cpu, &se->avg,
3189                           se->on_rq * scale_load_down(se->load.weight),
3190                           cfs_rq->curr == se, NULL);
3191         }
3192
3193         decayed  = update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq, true);
3194         decayed |= propagate_entity_load_avg(se);
3195
3196         if (decayed && (flags & UPDATE_TG))
3197                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
3198
3199         if (entity_is_task(se)) {
3200 #ifdef CONFIG_SCHED_WALT
3201                 ptr = (void *)&(task_of(se)->ravg);
3202 #endif
3203                 trace_sched_load_avg_task(task_of(se), &se->avg, ptr);
3204         }
3205 }
3206
3207 /**
3208  * attach_entity_load_avg - attach this entity to its cfs_rq load avg
3209  * @cfs_rq: cfs_rq to attach to
3210  * @se: sched_entity to attach
3211  *
3212  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3213  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3214  */
3215 static void attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3216 {
3217         se->avg.last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
3218         cfs_rq->avg.load_avg += se->avg.load_avg;
3219         cfs_rq->avg.load_sum += se->avg.load_sum;
3220         cfs_rq->avg.util_avg += se->avg.util_avg;
3221         cfs_rq->avg.util_sum += se->avg.util_sum;
3222         set_tg_cfs_propagate(cfs_rq);
3223
3224         cfs_rq_util_change(cfs_rq);
3225 }
3226
3227 /**
3228  * detach_entity_load_avg - detach this entity from its cfs_rq load avg
3229  * @cfs_rq: cfs_rq to detach from
3230  * @se: sched_entity to detach
3231  *
3232  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3233  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3234  */
3235 static void detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3236 {
3237
3238         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, se->avg.load_avg);
3239         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, se->avg.load_sum);
3240         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, se->avg.util_avg);
3241         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_sum, se->avg.util_sum);
3242         set_tg_cfs_propagate(cfs_rq);
3243
3244         cfs_rq_util_change(cfs_rq);
3245 }
3246
3247 /* Add the load generated by se into cfs_rq's load average */
3248 static inline void
3249 enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3250 {
3251         struct sched_avg *sa = &se->avg;
3252
3253         cfs_rq->runnable_load_avg += sa->load_avg;
3254         cfs_rq->runnable_load_sum += sa->load_sum;
3255
3256         if (!sa->last_update_time) {
3257                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
3258                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
3259         }
3260 }
3261
3262 /* Remove the runnable load generated by se from cfs_rq's runnable load average */
3263 static inline void
3264 dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3265 {
3266         cfs_rq->runnable_load_avg =
3267                 max_t(long, cfs_rq->runnable_load_avg - se->avg.load_avg, 0);
3268         cfs_rq->runnable_load_sum =
3269                 max_t(s64,  cfs_rq->runnable_load_sum - se->avg.load_sum, 0);
3270 }
3271
3272 #ifndef CONFIG_64BIT
3273 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3274 {
3275         u64 last_update_time_copy;
3276         u64 last_update_time;
3277
3278         do {
3279                 last_update_time_copy = cfs_rq->load_last_update_time_copy;
3280                 smp_rmb();
3281                 last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
3282         } while (last_update_time != last_update_time_copy);
3283
3284         return last_update_time;
3285 }
3286 #else
3287 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3288 {
3289         return cfs_rq->avg.last_update_time;
3290 }
3291 #endif
3292
3293 /*
3294  * Synchronize entity load avg of dequeued entity without locking
3295  * the previous rq.
3296  */
3297 void sync_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3298 {
3299         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3300         u64 last_update_time;
3301
3302         last_update_time = cfs_rq_last_update_time(cfs_rq);
3303         __update_load_avg(last_update_time, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), &se->avg, 0, 0, NULL);
3304 }
3305
3306 /*
3307  * Task first catches up with cfs_rq, and then subtract
3308  * itself from the cfs_rq (task must be off the queue now).
3309  */
3310 void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3311 {
3312         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3313
3314         /*
3315          * Newly created task or never used group entity should not be removed
3316          * from its (source) cfs_rq
3317          */
3318         if (se->avg.last_update_time == 0)
3319                 return;
3320
3321         sync_entity_load_avg(se);
3322         atomic_long_add(se->avg.load_avg, &cfs_rq->removed_load_avg);
3323         atomic_long_add(se->avg.util_avg, &cfs_rq->removed_util_avg);
3324 }
3325
3326 /*
3327  * Update the rq's load with the elapsed running time before entering
3328  * idle. if the last scheduled task is not a CFS task, idle_enter will
3329  * be the only way to update the runnable statistic.
3330  */
3331 void idle_enter_fair(struct rq *this_rq)
3332 {
3333 }
3334
3335 /*
3336  * Update the rq's load with the elapsed idle time before a task is
3337  * scheduled. if the newly scheduled task is not a CFS task, idle_exit will
3338  * be the only way to update the runnable statistic.
3339  */
3340 void idle_exit_fair(struct rq *this_rq)
3341 {
3342 }
3343
3344 static inline unsigned long cfs_rq_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3345 {
3346         return cfs_rq->runnable_load_avg;
3347 }
3348
3349 static inline unsigned long cfs_rq_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3350 {
3351         return cfs_rq->avg.load_avg;
3352 }
3353
3354 static int idle_balance(struct rq *this_rq);
3355
3356 #else /* CONFIG_SMP */
3357
3358 static inline int
3359 update_cfs_rq_load_avg(u64 now, struct cfs_rq *cfs_rq, bool update_freq)
3360 {
3361         return 0;
3362 }
3363
3364 #define UPDATE_TG       0x0
3365 #define SKIP_AGE_LOAD   0x0
3366
3367 static inline void update_load_avg(struct sched_entity *se, int not_used1){}
3368 static inline void
3369 enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
3370 static inline void
3371 dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
3372 static inline void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se) {}
3373
3374 static inline void
3375 attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
3376 static inline void
3377 detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
3378
3379 static inline int idle_balance(struct rq *rq)
3380 {
3381         return 0;
3382 }
3383
3384 #endif /* CONFIG_SMP */
3385
3386 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3387 {
3388 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3389         struct task_struct *tsk = NULL;
3390
3391         if (entity_is_task(se))
3392                 tsk = task_of(se);
3393
3394         if (se->statistics.sleep_start) {
3395                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.sleep_start;
3396
3397                 if ((s64)delta < 0)
3398                         delta = 0;
3399
3400                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
3401                         se->statistics.sleep_max = delta;
3402
3403                 se->statistics.sleep_start = 0;
3404                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
3405
3406                 if (tsk) {
3407                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
3408                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
3409                 }
3410         }
3411         if (se->statistics.block_start) {
3412                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.block_start;
3413
3414                 if ((s64)delta < 0)
3415                         delta = 0;
3416
3417                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
3418                         se->statistics.block_max = delta;
3419
3420                 se->statistics.block_start = 0;
3421                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
3422
3423                 if (tsk) {
3424                         if (tsk->in_iowait) {
3425                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
3426                                 se->statistics.iowait_count++;
3427                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
3428                         }
3429
3430                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
3431                         trace_sched_blocked_reason(tsk);
3432
3433                         /*
3434                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
3435                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
3436                          * amount of time that the task spent sleeping:
3437                          */
3438                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
3439                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
3440                                                 (void *)get_wchan(tsk),
3441                                                 delta >> 20);
3442                         }
3443                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
3444                 }
3445         }
3446 #endif
3447 }
3448
3449 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3450 {
3451 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3452         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
3453
3454         if (d < 0)
3455                 d = -d;
3456
3457         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
3458                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
3459 #endif
3460 }
3461
3462 static void
3463 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
3464 {
3465         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3466
3467         /*
3468          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
3469          * however the extra weight of the new task will slow them down a
3470          * little, place the new task so that it fits in the slot that
3471          * stays open at the end.
3472          */
3473         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
3474                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
3475
3476         /* sleeps up to a single latency don't count. */
3477         if (!initial) {
3478                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
3479
3480                 /*
3481                  * Halve their sleep time's effect, to allow
3482                  * for a gentler effect of sleepers:
3483                  */
3484                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
3485                         thresh >>= 1;
3486
3487                 vruntime -= thresh;
3488         }
3489
3490         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
3491         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
3492 }
3493
3494 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
3495
3496 static void
3497 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3498 {
3499         /*
3500          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
3501          * through calling update_curr().
3502          */
3503         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
3504                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
3505
3506         /*
3507          * Update run-time statistics of the 'current'.
3508          */
3509         update_curr(cfs_rq);
3510         update_load_avg(se, UPDATE_TG);
3511         enqueue_entity_load_avg(cfs_rq, se);
3512         update_cfs_shares(se);
3513         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
3514
3515         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
3516                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
3517                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
3518         }
3519
3520         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
3521         check_spread(cfs_rq, se);
3522         if (se != cfs_rq->curr)
3523                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
3524         se->on_rq = 1;
3525
3526         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
3527                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
3528                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
3529         }
3530 }
3531
3532 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
3533 {
3534         for_each_sched_entity(se) {
3535                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3536                 if (cfs_rq->last != se)
3537                         break;
3538
3539                 cfs_rq->last = NULL;
3540         }
3541 }
3542
3543 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
3544 {
3545         for_each_sched_entity(se) {
3546                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3547                 if (cfs_rq->next != se)
3548                         break;
3549
3550                 cfs_rq->next = NULL;
3551         }
3552 }
3553
3554 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
3555 {
3556         for_each_sched_entity(se) {
3557                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3558                 if (cfs_rq->skip != se)
3559                         break;
3560
3561                 cfs_rq->skip = NULL;
3562         }
3563 }
3564
3565 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3566 {
3567         if (cfs_rq->last == se)
3568                 __clear_buddies_last(se);
3569
3570         if (cfs_rq->next == se)
3571                 __clear_buddies_next(se);
3572
3573         if (cfs_rq->skip == se)
3574                 __clear_buddies_skip(se);
3575 }
3576
3577 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3578
3579 static void
3580 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3581 {
3582         /*
3583          * Update run-time statistics of the 'current'.
3584          */
3585         update_curr(cfs_rq);
3586
3587         /*
3588          * When dequeuing a sched_entity, we must:
3589          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
3590          *   - Substract its load from the cfs_rq->runnable_avg.
3591          *   - Substract its previous weight from cfs_rq->load.weight.
3592          *   - For group entity, update its weight to reflect the new share
3593          *     of its group cfs_rq.
3594          */
3595         update_load_avg(se, UPDATE_TG);
3596         dequeue_entity_load_avg(cfs_rq, se);
3597
3598         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
3599         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
3600 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3601                 if (entity_is_task(se)) {
3602                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
3603
3604                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
3605                                 se->statistics.sleep_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
3606                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
3607                                 se->statistics.block_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
3608                 }
3609 #endif
3610         }
3611
3612         clear_buddies(cfs_rq, se);
3613
3614         if (se != cfs_rq->curr)
3615                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3616         se->on_rq = 0;
3617         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
3618
3619         /*
3620          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
3621          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
3622          * movement in our normalized position.
3623          */
3624         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
3625                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
3626
3627         /* return excess runtime on last dequeue */
3628         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3629
3630         update_min_vruntime(cfs_rq);
3631         update_cfs_shares(se);
3632 }
3633
3634 /*
3635  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
3636  */
3637 static void
3638 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
3639 {
3640         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
3641         struct sched_entity *se;
3642         s64 delta;
3643
3644         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
3645         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
3646         if (delta_exec > ideal_runtime) {
3647                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3648                 /*
3649                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
3650                  * re-elected due to buddy favours.
3651                  */
3652                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
3653                 return;
3654         }
3655
3656         /*
3657          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
3658          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
3659          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
3660          */
3661         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
3662                 return;
3663
3664         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
3665         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
3666
3667         if (delta < 0)
3668                 return;
3669
3670         if (delta > ideal_runtime)
3671                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3672 }
3673
3674 static void
3675 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3676 {
3677         /* 'current' is not kept within the tree. */
3678         if (se->on_rq) {
3679                 /*
3680                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
3681                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
3682                  * runqueue.
3683                  */
3684                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
3685                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3686                 update_load_avg(se, UPDATE_TG);
3687         }
3688
3689         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
3690         cfs_rq->curr = se;
3691 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3692         /*
3693          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
3694          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
3695          * when there are only lesser-weight tasks around):
3696          */
3697         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
3698                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
3699                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
3700         }
3701 #endif
3702         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
3703 }
3704
3705 static int
3706 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
3707
3708 /*
3709  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
3710  * 1) keep things fair between processes/task groups
3711  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
3712  * 3) pick the "last" process, for cache locality
3713  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
3714  */
3715 static struct sched_entity *
3716 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
3717 {
3718         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
3719         struct sched_entity *se;
3720
3721         /*
3722          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
3723          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
3724          */
3725         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
3726                 left = curr;
3727
3728         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
3729
3730         /*
3731          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
3732          * be done without getting too unfair.
3733          */
3734         if (cfs_rq->skip == se) {
3735                 struct sched_entity *second;
3736
3737                 if (se == curr) {
3738                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
3739                 } else {
3740                         second = __pick_next_entity(se);
3741                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
3742                                 second = curr;
3743                 }
3744
3745                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
3746                         se = second;
3747         }
3748
3749         /*
3750          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
3751          */
3752         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
3753                 se = cfs_rq->last;
3754
3755         /*
3756          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
3757          */
3758         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
3759                 se = cfs_rq->next;
3760
3761         clear_buddies(cfs_rq, se);
3762
3763         return se;
3764 }
3765
3766 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3767
3768 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
3769 {
3770         /*
3771          * If still on the runqueue then deactivate_task()
3772          * was not called and update_curr() has to be done:
3773          */
3774         if (prev->on_rq)
3775                 update_curr(cfs_rq);
3776
3777         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
3778         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3779
3780         check_spread(cfs_rq, prev);
3781         if (prev->on_rq) {
3782                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
3783                 /* Put 'current' back into the tree. */
3784                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
3785                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
3786                 update_load_avg(prev, 0);
3787         }
3788         cfs_rq->curr = NULL;
3789 }
3790
3791 static void
3792 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
3793 {
3794         /*
3795          * Update run-time statistics of the 'current'.
3796          */
3797         update_curr(cfs_rq);
3798
3799         /*
3800          * Ensure that runnable average is periodically updated.
3801          */
3802         update_load_avg(curr, UPDATE_TG);
3803         update_cfs_shares(curr);
3804
3805 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
3806         /*
3807          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
3808          * validating it and just reschedule.
3809          */
3810         if (queued) {
3811                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3812                 return;
3813         }
3814         /*
3815          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
3816          */
3817         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
3818                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
3819                 return;
3820 #endif
3821
3822         if (cfs_rq->nr_running > 1)
3823                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
3824 }
3825
3826
3827 /**************************************************
3828  * CFS bandwidth control machinery
3829  */
3830
3831 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
3832
3833 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
3834 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
3835
3836 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
3837 {
3838         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
3839 }
3840
3841 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
3842 {
3843         static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
3844 }
3845
3846 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
3847 {
3848         static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
3849 }
3850 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
3851 static bool cfs_bandwidth_used(void)
3852 {
3853         return true;
3854 }
3855
3856 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
3857 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
3858 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
3859
3860 /*
3861  * default period for cfs group bandwidth.
3862  * default: 0.1s, units: nanoseconds
3863  */
3864 static inline u64 default_cfs_period(void)
3865 {
3866         return 100000000ULL;
3867 }
3868
3869 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
3870 {
3871         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
3872 }
3873
3874 /*
3875  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
3876  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
3877  * additional synchronization around rq->lock.
3878  *
3879  * requires cfs_b->lock
3880  */
3881 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3882 {
3883         u64 now;
3884
3885         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3886                 return;
3887
3888         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
3889         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
3890         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
3891 }
3892
3893 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
3894 {
3895         return &tg->cfs_bandwidth;
3896 }
3897
3898 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
3899 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
3900 {
3901         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
3902                 return cfs_rq->throttled_clock_task;
3903
3904         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
3905 }
3906
3907 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
3908 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3909 {
3910         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
3911         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
3912         u64 amount = 0, min_amount, expires;
3913
3914         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
3915         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
3916
3917         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3918         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3919                 amount = min_amount;
3920         else {
3921                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
3922
3923                 if (cfs_b->runtime > 0) {
3924                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
3925                         cfs_b->runtime -= amount;
3926                         cfs_b->idle = 0;
3927                 }
3928         }
3929         expires = cfs_b->runtime_expires;
3930         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3931
3932         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
3933         /*
3934          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
3935          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
3936          * issued.
3937          */
3938         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
3939                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3940
3941         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
3942 }
3943
3944 /*
3945  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
3946  * fact that rq->clock snapshots this value.
3947  */
3948 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3949 {
3950         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3951
3952         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
3953         if (likely((s64)(rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
3954                 return;
3955
3956         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
3957                 return;
3958
3959         /*
3960          * If the local deadline has passed we have to consider the
3961          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
3962          * has not truly expired.
3963          *
3964          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
3965          * whether the global deadline has advanced. It is valid to compare
3966          * cfs_b->runtime_expires without any locks since we only care about
3967          * exact equality, so a partial write will still work.
3968          */
3969
3970         if (cfs_rq->runtime_expires != cfs_b->runtime_expires) {
3971                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
3972                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
3973         } else {
3974                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
3975                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
3976         }
3977 }
3978
3979 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3980 {
3981         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
3982         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
3983         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3984
3985         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3986                 return;
3987
3988         /*
3989          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
3990          * hierarchy can be throttled
3991          */
3992         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
3993                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3994 }
3995
3996 static __always_inline
3997 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3998 {
3999         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
4000                 return;
4001
4002         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
4003 }
4004
4005 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
4006 {
4007         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
4008 }
4009
4010 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
4011 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
4012 {
4013         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
4014 }
4015
4016 /*
4017  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
4018  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
4019  * load-balance operations.
4020  */
4021 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
4022                                     int src_cpu, int dest_cpu)
4023 {
4024         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
4025
4026         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
4027         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
4028
4029         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
4030                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
4031 }
4032
4033 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
4034 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
4035 {
4036         struct rq *rq = data;
4037         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4038
4039         cfs_rq->throttle_count--;
4040 #ifdef CONFIG_SMP
4041         if (!cfs_rq->throttle_count) {
4042                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
4043                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
4044                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
4045         }
4046 #endif
4047
4048         return 0;
4049 }
4050
4051 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
4052 {
4053         struct rq *rq = data;
4054         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4055
4056         /* group is entering throttled state, stop time */
4057         if (!cfs_rq->throttle_count)
4058                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
4059         cfs_rq->throttle_count++;
4060
4061         return 0;
4062 }
4063
4064 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
4065 {
4066         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4067         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4068         struct sched_entity *se;
4069         long task_delta, dequeue = 1;
4070         bool empty;
4071
4072         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
4073
4074         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
4075         rcu_read_lock();
4076         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
4077         rcu_read_unlock();
4078
4079         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4080         for_each_sched_entity(se) {
4081                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
4082                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
4083                 if (!se->on_rq)
4084                         break;
4085
4086                 if (dequeue)
4087                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
4088                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
4089
4090                 if (qcfs_rq->load.weight)
4091                         dequeue = 0;
4092         }
4093
4094         if (!se)
4095                 sub_nr_running(rq, task_delta);
4096
4097         cfs_rq->throttled = 1;
4098         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
4099         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4100         empty = list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4101
4102         /*
4103          * Add to the _head_ of the list, so that an already-started
4104          * distribute_cfs_runtime will not see us
4105          */
4106         list_add_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
4107
4108         /*
4109          * If we're the first throttled task, make sure the bandwidth
4110          * timer is running.
4111          */
4112         if (empty)
4113                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
4114
4115         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4116 }
4117
4118 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
4119 {
4120         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4121         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4122         struct sched_entity *se;
4123         int enqueue = 1;
4124         long task_delta;
4125
4126         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
4127
4128         cfs_rq->throttled = 0;
4129
4130         update_rq_clock(rq);
4131
4132         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4133         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
4134         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
4135         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4136
4137         /* update hierarchical throttle state */
4138         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
4139
4140         if (!cfs_rq->load.weight)
4141                 return;
4142
4143         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4144         for_each_sched_entity(se) {
4145                 if (se->on_rq)
4146                         enqueue = 0;
4147
4148                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4149                 if (enqueue)
4150                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
4151                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
4152
4153                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4154                         break;
4155         }
4156
4157         if (!se)
4158                 add_nr_running(rq, task_delta);
4159
4160         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
4161         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
4162                 resched_curr(rq);
4163 }
4164
4165 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
4166                 u64 remaining, u64 expires)
4167 {
4168         struct cfs_rq *cfs_rq;
4169         u64 runtime;
4170         u64 starting_runtime = remaining;
4171
4172         rcu_read_lock();
4173         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
4174                                 throttled_list) {
4175                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4176
4177                 raw_spin_lock(&rq->lock);
4178                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4179                         goto next;
4180
4181                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
4182                 if (runtime > remaining)
4183                         runtime = remaining;
4184                 remaining -= runtime;
4185
4186                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
4187                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
4188
4189                 /* we check whether we're throttled above */
4190                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
4191                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
4192
4193 next:
4194                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
4195
4196                 if (!remaining)
4197                         break;
4198         }
4199         rcu_read_unlock();
4200
4201         return starting_runtime - remaining;
4202 }
4203
4204 /*
4205  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
4206  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
4207  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
4208  * used to track this state.
4209  */
4210 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
4211 {
4212         u64 runtime, runtime_expires;
4213         int throttled;
4214
4215         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
4216         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4217                 goto out_deactivate;
4218
4219         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4220         cfs_b->nr_periods += overrun;
4221
4222         /*
4223          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
4224          * we're going inactive then everything else can be deferred
4225          */
4226         if (cfs_b->idle && !throttled)
4227                 goto out_deactivate;
4228
4229         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
4230
4231         if (!throttled) {
4232                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
4233                 cfs_b->idle = 1;
4234                 return 0;
4235         }
4236
4237         /* account preceding periods in which throttling occurred */
4238         cfs_b->nr_throttled += overrun;
4239
4240         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
4241
4242         /*
4243          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth while
4244          * we unthrottle. This can potentially race with an unthrottled group
4245          * trying to acquire new bandwidth from the global pool. This can result
4246          * in us over-using our runtime if it is all used during this loop, but
4247          * only by limited amounts in that extreme case.
4248          */
4249         while (throttled && cfs_b->runtime > 0) {
4250                 runtime = cfs_b->runtime;
4251                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4252                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
4253                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
4254                                                  runtime_expires);
4255                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4256
4257                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4258
4259                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
4260         }
4261
4262         /*
4263          * While we are ensured activity in the period following an
4264          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
4265          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
4266          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
4267          */
4268         cfs_b->idle = 0;
4269
4270         return 0;
4271
4272 out_deactivate:
4273         return 1;
4274 }
4275
4276 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
4277 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
4278 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
4279 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
4280 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
4281 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
4282
4283 /*
4284  * Are we near the end of the current quota period?
4285  *
4286  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
4287  * hrtimer base being cleared by hrtimer_start. In the case of
4288  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
4289  */
4290 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
4291 {
4292         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
4293         u64 remaining;
4294
4295         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
4296         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
4297                 return 1;
4298
4299         /* is a quota refresh about to occur? */
4300         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
4301         if (remaining < min_expire)
4302                 return 1;
4303
4304         return 0;
4305 }
4306
4307 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4308 {
4309         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
4310
4311         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
4312         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
4313                 return;
4314
4315         hrtimer_start(&cfs_b->slack_timer,
4316                         ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period),
4317                         HRTIMER_MODE_REL);
4318 }
4319
4320 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
4321 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4322 {
4323         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4324         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
4325
4326         if (slack_runtime <= 0)
4327                 return;
4328
4329         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4330         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
4331             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
4332                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
4333
4334                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
4335                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
4336                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
4337                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
4338         }
4339         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4340
4341         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
4342         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
4343 }
4344
4345 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4346 {
4347         if (!cfs_bandwidth_used())
4348                 return;
4349
4350         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
4351                 return;
4352
4353         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4354 }
4355
4356 /*
4357  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
4358  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
4359  */
4360 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4361 {
4362         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
4363         u64 expires;
4364
4365         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
4366         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4367         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
4368                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4369                 return;
4370         }
4371
4372         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice)
4373                 runtime = cfs_b->runtime;
4374
4375         expires = cfs_b->runtime_expires;
4376         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4377
4378         if (!runtime)
4379                 return;
4380
4381         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
4382
4383         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4384         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
4385                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
4386         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4387 }
4388
4389 /*
4390  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
4391  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
4392  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
4393  */
4394 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
4395 {
4396         if (!cfs_bandwidth_used())
4397                 return;
4398
4399         /* Synchronize hierarchical throttle counter: */
4400         if (unlikely(!cfs_rq->throttle_uptodate)) {
4401                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4402                 struct cfs_rq *pcfs_rq;
4403                 struct task_group *tg;
4404
4405                 cfs_rq->throttle_uptodate = 1;
4406
4407                 /* Get closest up-to-date node, because leaves go first: */
4408                 for (tg = cfs_rq->tg->parent; tg; tg = tg->parent) {
4409                         pcfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4410                         if (pcfs_rq->throttle_uptodate)
4411                                 break;
4412                 }
4413                 if (tg) {
4414                         cfs_rq->throttle_count = pcfs_rq->throttle_count;
4415                         cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
4416                 }
4417         }
4418
4419         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
4420         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
4421                 return;
4422
4423         /* ensure the group is not already throttled */
4424         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4425                 return;
4426
4427         /* update runtime allocation */
4428         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
4429         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
4430                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
4431 }
4432
4433 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
4434 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4435 {
4436         if (!cfs_bandwidth_used())
4437                 return false;
4438
4439         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
4440                 return false;
4441
4442         /*
4443          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
4444          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
4445          */
4446         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4447                 return true;
4448
4449         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
4450         return true;
4451 }
4452
4453 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
4454 {
4455         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
4456                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
4457
4458         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
4459
4460         return HRTIMER_NORESTART;
4461 }
4462
4463 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
4464 {
4465         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
4466                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
4467         int overrun;
4468         int idle = 0;
4469
4470         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4471         for (;;) {
4472                 overrun = hrtimer_forward_now(timer, cfs_b->period);
4473                 if (!overrun)
4474                         break;
4475
4476                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
4477         }
4478         if (idle)
4479                 cfs_b->period_active = 0;
4480         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4481
4482         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
4483 }
4484
4485 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4486 {
4487         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
4488         cfs_b->runtime = 0;
4489         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
4490         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
4491
4492         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4493         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
4494         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
4495         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
4496         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
4497 }
4498
4499 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4500 {
4501         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
4502         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
4503 }
4504
4505 void start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4506 {
4507         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
4508
4509         if (!cfs_b->period_active) {
4510                 cfs_b->period_active = 1;
4511                 hrtimer_forward_now(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
4512                 hrtimer_start_expires(&cfs_b->period_timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
4513         }
4514 }
4515
4516 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4517 {
4518         /* init_cfs_bandwidth() was not called */
4519         if (!cfs_b->throttled_cfs_rq.next)
4520                 return;
4521
4522         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
4523         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
4524 }
4525
4526 static void __maybe_unused update_runtime_enabled(struct rq *rq)
4527 {
4528         struct cfs_rq *cfs_rq;
4529
4530         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
4531                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &cfs_rq->tg->cfs_bandwidth;
4532
4533                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4534                 cfs_rq->runtime_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
4535                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4536         }
4537 }
4538
4539 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
4540 {
4541         struct cfs_rq *cfs_rq;
4542
4543         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
4544                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
4545                         continue;
4546
4547                 /*
4548                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
4549                  * there's some valid quota amount
4550                  */
4551                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
4552                 /*
4553                  * Offline rq is schedulable till cpu is completely disabled
4554                  * in take_cpu_down(), so we prevent new cfs throttling here.
4555                  */
4556                 cfs_rq->runtime_enabled = 0;
4557
4558                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4559                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
4560         }
4561 }
4562
4563 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
4564 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
4565 {
4566         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
4567 }
4568
4569 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
4570 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
4571 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4572 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4573
4574 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
4575 {
4576         return 0;
4577 }
4578
4579 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
4580 {
4581         return 0;
4582 }
4583
4584 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
4585                                     int src_cpu, int dest_cpu)
4586 {
4587         return 0;
4588 }
4589
4590 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
4591
4592 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4593 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4594 #endif
4595
4596 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
4597 {
4598         return NULL;
4599 }
4600 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
4601 static inline void update_runtime_enabled(struct rq *rq) {}
4602 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
4603
4604 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
4605
4606 /**************************************************
4607  * CFS operations on tasks:
4608  */
4609
4610 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
4611 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4612 {
4613         struct sched_entity *se = &p->se;
4614         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4615
4616         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
4617
4618         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
4619                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
4620                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
4621                 s64 delta = slice - ran;
4622
4623                 if (delta < 0) {
4624                         if (rq->curr == p)
4625                                 resched_curr(rq);
4626                         return;
4627                 }
4628                 hrtick_start(rq, delta);
4629         }
4630 }
4631
4632 /*
4633  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
4634  * current task is from our class and nr_running is low enough
4635  * to matter.
4636  */
4637 static void hrtick_update(struct rq *rq)
4638 {
4639         struct task_struct *curr = rq->curr;
4640
4641         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
4642                 return;
4643
4644         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
4645                 hrtick_start_fair(rq, curr);
4646 }
4647 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
4648 static inline void
4649 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4650 {
4651 }
4652
4653 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
4654 {
4655 }
4656 #endif
4657
4658 #ifdef CONFIG_SMP
4659 static bool cpu_overutilized(int cpu);
4660 unsigned long boosted_cpu_util(int cpu);
4661 #else
4662 #define boosted_cpu_util(cpu) cpu_util(cpu)
4663 #endif
4664
4665 #ifdef CONFIG_SMP
4666 static void update_capacity_of(int cpu)
4667 {
4668         unsigned long req_cap;
4669
4670         if (!sched_freq())
4671                 return;
4672
4673         /* Convert scale-invariant capacity to cpu. */
4674         req_cap = boosted_cpu_util(cpu);
4675         req_cap = req_cap * SCHED_CAPACITY_SCALE / capacity_orig_of(cpu);
4676         set_cfs_cpu_capacity(cpu, true, req_cap);
4677 }
4678 #endif
4679
4680 /*
4681  * The enqueue_task method is called before nr_running is
4682  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
4683  * then put the task into the rbtree:
4684  */
4685 static void
4686 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
4687 {
4688         struct cfs_rq *cfs_rq;
4689         struct sched_entity *se = &p->se;
4690 #ifdef CONFIG_SMP
4691         int task_new = flags & ENQUEUE_WAKEUP_NEW;
4692         int task_wakeup = flags & ENQUEUE_WAKEUP;
4693 #endif
4694
4695         /*
4696          * If in_iowait is set, the code below may not trigger any cpufreq
4697          * utilization updates, so do it here explicitly with the IOWAIT flag
4698          * passed.
4699          */
4700         if (p->in_iowait)
4701                 cpufreq_update_this_cpu(rq, SCHED_CPUFREQ_IOWAIT);
4702
4703         for_each_sched_entity(se) {
4704                 if (se->on_rq)
4705                         break;
4706                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4707                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
4708
4709                 /*
4710                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
4711                  *
4712                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
4713                  * post the final h_nr_running increment below.
4714                 */
4715                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4716                         break;
4717                 cfs_rq->h_nr_running++;
4718                 walt_inc_cfs_cumulative_runnable_avg(cfs_rq, p);
4719
4720                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
4721         }
4722
4723         for_each_sched_entity(se) {
4724                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4725                 cfs_rq->h_nr_running++;
4726                 walt_inc_cfs_cumulative_runnable_avg(cfs_rq, p);
4727
4728                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4729                         break;
4730
4731                 update_load_avg(se, UPDATE_TG);
4732                 update_cfs_shares(se);
4733         }
4734
4735         if (!se)
4736                 add_nr_running(rq, 1);
4737
4738 #ifdef CONFIG_SMP
4739
4740         /*
4741          * Update SchedTune accounting.
4742          *
4743          * We do it before updating the CPU capacity to ensure the
4744          * boost value of the current task is accounted for in the
4745          * selection of the OPP.
4746          *
4747          * We do it also in the case where we enqueue a throttled task;
4748          * we could argue that a throttled task should not boost a CPU,
4749          * however:
4750          * a) properly implementing CPU boosting considering throttled
4751          *    tasks will increase a lot the complexity of the solution
4752          * b) it's not easy to quantify the benefits introduced by
4753          *    such a more complex solution.
4754          * Thus, for the time being we go for the simple solution and boost
4755          * also for throttled RQs.
4756          */
4757         schedtune_enqueue_task(p, cpu_of(rq));
4758
4759         if (!se) {
4760                 walt_inc_cumulative_runnable_avg(rq, p);
4761                 if (!task_new && !rq->rd->overutilized &&
4762                     cpu_overutilized(rq->cpu)) {
4763                         rq->rd->overutilized = true;
4764                         trace_sched_overutilized(true);
4765                 }
4766
4767                 /*
4768                  * We want to potentially trigger a freq switch
4769                  * request only for tasks that are waking up; this is
4770                  * because we get here also during load balancing, but
4771                  * in these cases it seems wise to trigger as single
4772                  * request after load balancing is done.
4773                  */
4774                 if (task_new || task_wakeup)
4775                         update_capacity_of(cpu_of(rq));
4776         }
4777
4778 #endif /* CONFIG_SMP */
4779         hrtick_update(rq);
4780 }
4781
4782 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
4783
4784 /*
4785  * The dequeue_task method is called before nr_running is
4786  * decreased. We remove the task from the rbtree and
4787  * update the fair scheduling stats:
4788  */
4789 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
4790 {
4791         struct cfs_rq *cfs_rq;
4792         struct sched_entity *se = &p->se;
4793         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
4794
4795         for_each_sched_entity(se) {
4796                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4797                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
4798
4799                 /*
4800                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
4801                  *
4802                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
4803                  * post the final h_nr_running decrement below.
4804                 */
4805                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4806                         break;
4807                 cfs_rq->h_nr_running--;
4808                 walt_dec_cfs_cumulative_runnable_avg(cfs_rq, p);
4809
4810                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
4811                 if (cfs_rq->load.weight) {
4812                         /* Avoid re-evaluating load for this entity: */
4813                         se = parent_entity(se);
4814                         /*
4815                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
4816                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
4817                          */
4818                         if (task_sleep && se && !throttled_hierarchy(cfs_rq))
4819                                 set_next_buddy(se);
4820                         break;
4821                 }
4822                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
4823         }
4824
4825         for_each_sched_entity(se) {
4826                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4827                 cfs_rq->h_nr_running--;
4828                 walt_dec_cfs_cumulative_runnable_avg(cfs_rq, p);
4829
4830                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4831                         break;
4832
4833                 update_load_avg(se, UPDATE_TG);
4834                 update_cfs_shares(se);
4835         }
4836
4837         if (!se)
4838                 sub_nr_running(rq, 1);
4839
4840 #ifdef CONFIG_SMP
4841
4842         /*
4843          * Update SchedTune accounting
4844          *
4845          * We do it before updating the CPU capacity to ensure the
4846          * boost value of the current task is accounted for in the
4847          * selection of the OPP.
4848          */
4849         schedtune_dequeue_task(p, cpu_of(rq));
4850
4851         if (!se) {
4852                 walt_dec_cumulative_runnable_avg(rq, p);
4853
4854                 /*
4855                  * We want to potentially trigger a freq switch
4856                  * request only for tasks that are going to sleep;
4857                  * this is because we get here also during load
4858                  * balancing, but in these cases it seems wise to
4859                  * trigger as single request after load balancing is
4860                  * done.
4861                  */
4862                 if (task_sleep) {
4863                         if (rq->cfs.nr_running)
4864                                 update_capacity_of(cpu_of(rq));
4865                         else if (sched_freq())
4866                                 set_cfs_cpu_capacity(cpu_of(rq), false, 0);
4867                 }
4868         }
4869
4870 #endif /* CONFIG_SMP */
4871
4872         hrtick_update(rq);
4873 }
4874
4875 #ifdef CONFIG_SMP
4876
4877 /*
4878  * per rq 'load' arrray crap; XXX kill this.
4879  */
4880
4881 /*
4882  * The exact cpuload at various idx values, calculated at every tick would be
4883  * load = (2^idx - 1) / 2^idx * load + 1 / 2^idx * cur_load
4884  *
4885  * If a cpu misses updates for n-1 ticks (as it was idle) and update gets called
4886  * on nth tick when cpu may be busy, then we have:
4887  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
4888  * load = (2^idx - 1) / 2^idx) * load + 1 / 2^idx * cur_load
4889  *
4890  * decay_load_missed() below does efficient calculation of
4891  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
4892  * avoiding 0..n-1 loop doing load = ((2^idx - 1) / 2^idx) * load
4893  *
4894  * The calculation is approximated on a 128 point scale.
4895  * degrade_zero_ticks is the number of ticks after which load at any
4896  * particular idx is approximated to be zero.
4897  * degrade_factor is a precomputed table, a row for each load idx.
4898  * Each column corresponds to degradation factor for a power of two ticks,
4899  * based on 128 point scale.
4900  * Example:
4901  * row 2, col 3 (=12) says that the degradation at load idx 2 after
4902  * 8 ticks is 12/128 (which is an approximation of exact factor 3^8/4^8).
4903  *
4904  * With this power of 2 load factors, we can degrade the load n times
4905  * by looking at 1 bits in n and doing as many mult/shift instead of
4906  * n mult/shifts needed by the exact degradation.
4907  */
4908 #define DEGRADE_SHIFT           7
4909 static const unsigned char
4910                 degrade_zero_ticks[CPU_LOAD_IDX_MAX] = {0, 8, 32, 64, 128};
4911 static const unsigned char
4912                 degrade_factor[CPU_LOAD_IDX_MAX][DEGRADE_SHIFT + 1] = {
4913                                         {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
4914                                         {64, 32, 8, 0, 0, 0, 0, 0},
4915                                         {96, 72, 40, 12, 1, 0, 0},
4916                                         {112, 98, 75, 43, 15, 1, 0},
4917                                         {120, 112, 98, 76, 45, 16, 2} };
4918
4919 /*
4920  * Update cpu_load for any missed ticks, due to tickless idle. The backlog
4921  * would be when CPU is idle and so we just decay the old load without
4922  * adding any new load.
4923  */
4924 static unsigned long
4925 decay_load_missed(unsigned long load, unsigned long missed_updates, int idx)
4926 {
4927         int j = 0;
4928
4929         if (!missed_updates)
4930                 return load;
4931
4932         if (missed_updates >= degrade_zero_ticks[idx])
4933                 return 0;
4934
4935         if (idx == 1)
4936                 return load >> missed_updates;
4937
4938         while (missed_updates) {
4939                 if (missed_updates % 2)
4940                         load = (load * degrade_factor[idx][j]) >> DEGRADE_SHIFT;
4941
4942                 missed_updates >>= 1;
4943                 j++;
4944         }
4945         return load;
4946 }
4947
4948 /*
4949  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
4950  * scheduler tick (TICK_NSEC). With tickless idle this will not be called
4951  * every tick. We fix it up based on jiffies.
4952  */
4953 static void __update_cpu_load(struct rq *this_rq, unsigned long this_load,
4954                               unsigned long pending_updates)
4955 {
4956         int i, scale;
4957
4958         this_rq->nr_load_updates++;
4959
4960         /* Update our load: */
4961         this_rq->cpu_load[0] = this_load; /* Fasttrack for idx 0 */
4962         for (i = 1, scale = 2; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
4963                 unsigned long old_load, new_load;
4964
4965                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
4966
4967                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
4968                 old_load = decay_load_missed(old_load, pending_updates - 1, i);
4969                 new_load = this_load;
4970                 /*
4971                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
4972                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
4973                  * example.
4974                  */
4975                 if (new_load > old_load)
4976                         new_load += scale - 1;
4977
4978                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load * (scale - 1) + new_load) >> i;
4979         }
4980
4981         sched_avg_update(this_rq);
4982 }
4983
4984 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
4985 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
4986 {
4987         return cfs_rq_runnable_load_avg(&cpu_rq(cpu)->cfs);
4988 }
4989
4990 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
4991 /*
4992  * There is no sane way to deal with nohz on smp when using jiffies because the
4993  * cpu doing the jiffies update might drift wrt the cpu doing the jiffy reading
4994  * causing off-by-one errors in observed deltas; {0,2} instead of {1,1}.
4995  *
4996  * Therefore we cannot use the delta approach from the regular tick since that
4997  * would seriously skew the load calculation. However we'll make do for those
4998  * updates happening while idle (nohz_idle_balance) or coming out of idle
4999  * (tick_nohz_idle_exit).
5000  *
5001  * This means we might still be one tick off for nohz periods.
5002  */
5003
5004 /*
5005  * Called from nohz_idle_balance() to update the load ratings before doing the
5006  * idle balance.
5007  */
5008 static void update_idle_cpu_load(struct rq *this_rq)
5009 {
5010         unsigned long curr_jiffies = READ_ONCE(jiffies);
5011         unsigned long load = weighted_cpuload(cpu_of(this_rq));
5012         unsigned long pending_updates;
5013
5014         /*
5015          * bail if there's load or we're actually up-to-date.
5016          */
5017         if (load || curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
5018                 return;
5019
5020         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
5021         this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
5022
5023         __update_cpu_load(this_rq, load, pending_updates);
5024 }
5025
5026 /*
5027  * Called from tick_nohz_idle_exit() -- try and fix up the ticks we missed.
5028  */
5029 void update_cpu_load_nohz(void)
5030 {
5031         struct rq *this_rq = this_rq();
5032         unsigned long curr_jiffies = READ_ONCE(jiffies);
5033         unsigned long pending_updates;
5034
5035         if (curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
5036                 return;
5037
5038         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
5039         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
5040         if (pending_updates) {
5041                 this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
5042                 /*
5043                  * We were idle, this means load 0, the current load might be
5044                  * !0 due to remote wakeups and the sort.
5045                  */
5046                 __update_cpu_load(this_rq, 0, pending_updates);
5047         }
5048         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
5049 }
5050 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
5051
5052 /*
5053  * Called from scheduler_tick()
5054  */
5055 void update_cpu_load_active(struct rq *this_rq)
5056 {
5057         unsigned long load = weighted_cpuload(cpu_of(this_rq));
5058         /*
5059          * See the mess around update_idle_cpu_load() / update_cpu_load_nohz().
5060          */
5061         this_rq->last_load_update_tick = jiffies;
5062         __update_cpu_load(this_rq, load, 1);
5063 }
5064
5065 /*
5066  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
5067  * according to the scheduling class and "nice" value.
5068  *
5069  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
5070  * balance conservatively.
5071  */
5072 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
5073 {
5074         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5075         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
5076
5077         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
5078                 return total;
5079
5080         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
5081 }
5082
5083 /*
5084  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
5085  * according to the scheduling class and "nice" value.
5086  */
5087 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
5088 {
5089         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5090         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
5091
5092         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
5093                 return total;
5094
5095         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
5096 }
5097
5098
5099 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
5100 {
5101         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5102         unsigned long nr_running = READ_ONCE(rq->cfs.h_nr_running);
5103         unsigned long load_avg = weighted_cpuload(cpu);
5104
5105         if (nr_running)
5106                 return load_avg / nr_running;
5107
5108         return 0;
5109 }
5110
5111 static void record_wakee(struct task_struct *p)
5112 {
5113         /*
5114          * Rough decay (wiping) for cost saving, don't worry
5115          * about the boundary, really active task won't care
5116          * about the loss.
5117          */
5118         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
5119                 current->wakee_flips >>= 1;
5120                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
5121         }
5122
5123         if (current->last_wakee != p) {
5124                 current->last_wakee = p;
5125                 current->wakee_flips++;
5126         }
5127 }
5128
5129 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
5130 {
5131         struct sched_entity *se = &p->se;
5132         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5133         u64 min_vruntime;
5134
5135 #ifndef CONFIG_64BIT
5136         u64 min_vruntime_copy;
5137
5138         do {
5139                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
5140                 smp_rmb();
5141                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
5142         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
5143 #else
5144         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
5145 #endif
5146
5147         se->vruntime -= min_vruntime;
5148         record_wakee(p);
5149 }
5150
5151 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5152 /*
5153  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
5154  *
5155  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
5156  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
5157  * can calculate the shift in shares.
5158  *
5159  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
5160  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
5161  * total group weight.
5162  *
5163  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
5164  * distribution (s_i) using:
5165  *
5166  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
5167  *
5168  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
5169  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
5170  * shares distribution (s_i):
5171  *
5172  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
5173  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
5174  *
5175  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
5176  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
5177  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
5178  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
5179  *
5180  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
5181  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
5182  *
5183  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
5184  *
5185  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
5186  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
5187  * weight and shares distributions like:
5188  *
5189  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
5190  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
5191  *
5192  * We can then compute the difference in effective weight by using:
5193  *
5194  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
5195  *
5196  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
5197  *
5198  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
5199  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
5200  * 4/7) times the weight of the group.
5201  */
5202 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
5203 {
5204         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
5205
5206         if (!tg->parent)        /* the trivial, non-cgroup case */
5207                 return wl;
5208
5209         for_each_sched_entity(se) {
5210                 struct cfs_rq *cfs_rq = se->my_q;
5211                 long W, w = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
5212
5213                 tg = cfs_rq->tg;
5214
5215                 /*
5216                  * W = @wg + \Sum rw_j
5217                  */
5218                 W = wg + atomic_long_read(&tg->load_avg);
5219
5220                 /* Ensure \Sum rw_j >= rw_i */
5221                 W -= cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
5222                 W += w;
5223
5224                 /*
5225                  * w = rw_i + @wl
5226                  */
5227                 w += wl;
5228
5229                 /*
5230                  * wl = S * s'_i; see (2)
5231                  */
5232                 if (W > 0 && w < W)
5233                         wl = (w * (long)tg->shares) / W;
5234                 else
5235                         wl = tg->shares;
5236
5237                 /*
5238                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
5239                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
5240                  * calc_cfs_shares().
5241                  */
5242                 if (wl < MIN_SHARES)
5243                         wl = MIN_SHARES;
5244
5245                 /*
5246                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
5247                  */
5248                 wl -= se->avg.load_avg;
5249
5250                 /*
5251                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
5252                  * the final effective load change on the root group. Since
5253                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
5254                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
5255                  * resulting from this level per the above.
5256                  */
5257                 wg = 0;
5258         }
5259
5260         return wl;
5261 }
5262 #else
5263
5264 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
5265 {
5266         return wl;
5267 }
5268
5269 #endif
5270
5271 /*
5272  * Returns the current capacity of cpu after applying both
5273  * cpu and freq scaling.
5274  */
5275 unsigned long capacity_curr_of(int cpu)
5276 {
5277         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig *
5278                arch_scale_freq_capacity(NULL, cpu)
5279                >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
5280 }
5281
5282 static inline bool energy_aware(void)
5283 {
5284         return sched_feat(ENERGY_AWARE);
5285 }
5286
5287 struct energy_env {
5288         struct sched_group      *sg_top;
5289         struct sched_group      *sg_cap;
5290         int                     cap_idx;
5291         int                     util_delta;
5292         int                     src_cpu;
5293         int                     dst_cpu;
5294         int                     energy;
5295         int                     payoff;
5296         struct task_struct      *task;
5297         struct {
5298                 int before;
5299                 int after;
5300                 int delta;
5301                 int diff;
5302         } nrg;
5303         struct {
5304                 int before;
5305                 int after;
5306                 int delta;
5307         } cap;
5308 };
5309
5310 /*
5311  * __cpu_norm_util() returns the cpu util relative to a specific capacity,
5312  * i.e. it's busy ratio, in the range [0..SCHED_LOAD_SCALE] which is useful for
5313  * energy calculations. Using the scale-invariant util returned by
5314  * cpu_util() and approximating scale-invariant util by:
5315  *
5316  *   util ~ (curr_freq/max_freq)*1024 * capacity_orig/1024 * running_time/time
5317  *
5318  * the normalized util can be found using the specific capacity.
5319  *
5320  *   capacity = capacity_orig * curr_freq/max_freq
5321  *
5322  *   norm_util = running_time/time ~ util/capacity
5323  */
5324 static unsigned long __cpu_norm_util(int cpu, unsigned long capacity, int delta)
5325 {
5326         int util = __cpu_util(cpu, delta);
5327
5328         if (util >= capacity)
5329                 return SCHED_CAPACITY_SCALE;
5330
5331         return (util << SCHED_CAPACITY_SHIFT)/capacity;
5332 }
5333
5334 static int calc_util_delta(struct energy_env *eenv, int cpu)
5335 {
5336         if (cpu == eenv->src_cpu)
5337                 return -eenv->util_delta;
5338         if (cpu == eenv->dst_cpu)
5339                 return eenv->util_delta;
5340         return 0;
5341 }
5342
5343 static
5344 unsigned long group_max_util(struct energy_env *eenv)
5345 {
5346         int i, delta;
5347         unsigned long max_util = 0;
5348
5349         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(eenv->sg_cap)) {
5350                 delta = calc_util_delta(eenv, i);
5351                 max_util = max(max_util, __cpu_util(i, delta));
5352         }
5353
5354         return max_util;
5355 }
5356
5357 /*
5358  * group_norm_util() returns the approximated group util relative to it's
5359  * current capacity (busy ratio) in the range [0..SCHED_LOAD_SCALE] for use in
5360  * energy calculations. Since task executions may or may not overlap in time in
5361  * the group the true normalized util is between max(cpu_norm_util(i)) and
5362  * sum(cpu_norm_util(i)) when iterating over all cpus in the group, i. The
5363  * latter is used as the estimate as it leads to a more pessimistic energy
5364  * estimate (more busy).
5365  */
5366 static unsigned
5367 long group_norm_util(struct energy_env *eenv, struct sched_group *sg)
5368 {
5369         int i, delta;
5370         unsigned long util_sum = 0;
5371         unsigned long capacity = sg->sge->cap_states[eenv->cap_idx].cap;
5372
5373         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
5374                 delta = calc_util_delta(eenv, i);
5375                 util_sum += __cpu_norm_util(i, capacity, delta);
5376         }
5377
5378         if (util_sum > SCHED_CAPACITY_SCALE)
5379                 return SCHED_CAPACITY_SCALE;
5380         return util_sum;
5381 }
5382
5383 static int find_new_capacity(struct energy_env *eenv,
5384         const struct sched_group_energy * const sge)
5385 {
5386         int idx;
5387         unsigned long util = group_max_util(eenv);
5388
5389         for (idx = 0; idx < sge->nr_cap_states; idx++) {
5390                 if (sge->cap_states[idx].cap >= util)
5391                         break;
5392         }
5393
5394         eenv->cap_idx = idx;
5395
5396         return idx;
5397 }
5398
5399 static int group_idle_state(struct sched_group *sg)
5400 {
5401         int i, state = INT_MAX;
5402
5403         /* Find the shallowest idle state in the sched group. */
5404         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg))
5405                 state = min(state, idle_get_state_idx(cpu_rq(i)));
5406
5407         /* Take non-cpuidle idling into account (active idle/arch_cpu_idle()) */
5408         state++;
5409
5410         return state;
5411 }
5412
5413 /*
5414  * sched_group_energy(): Computes the absolute energy consumption of cpus
5415  * belonging to the sched_group including shared resources shared only by
5416  * members of the group. Iterates over all cpus in the hierarchy below the
5417  * sched_group starting from the bottom working it's way up before going to
5418  * the next cpu until all cpus are covered at all levels. The current
5419  * implementation is likely to gather the same util statistics multiple times.
5420  * This can probably be done in a faster but more complex way.
5421  * Note: sched_group_energy() may fail when racing with sched_domain updates.
5422  */
5423 static int sched_group_energy(struct energy_env *eenv)
5424 {
5425         struct sched_domain *sd;
5426         int cpu, total_energy = 0;
5427         struct cpumask visit_cpus;
5428         struct sched_group *sg;
5429
5430         WARN_ON(!eenv->sg_top->sge);
5431
5432         cpumask_copy(&visit_cpus, sched_group_cpus(eenv->sg_top));
5433
5434         while (!cpumask_empty(&visit_cpus)) {
5435                 struct sched_group *sg_shared_cap = NULL;
5436
5437                 cpu = cpumask_first(&visit_cpus);
5438
5439                 /*
5440                  * Is the group utilization affected by cpus outside this
5441                  * sched_group?
5442                  */
5443                 sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_scs, cpu));
5444
5445                 if (sd && sd->parent)
5446                         sg_shared_cap = sd->parent->groups;
5447
5448                 for_each_domain(cpu, sd) {
5449                         sg = sd->groups;
5450
5451                         /* Has this sched_domain already been visited? */
5452                         if (sd->child && group_first_cpu(sg) != cpu)
5453                                 break;
5454
5455                         do {
5456                                 unsigned long group_util;
5457                                 int sg_busy_energy, sg_idle_energy;
5458                                 int cap_idx, idle_idx;
5459
5460                                 if (sg_shared_cap && sg_shared_cap->group_weight >= sg->group_weight)
5461                                         eenv->sg_cap = sg_shared_cap;
5462                                 else
5463                                         eenv->sg_cap = sg;
5464
5465                                 cap_idx = find_new_capacity(eenv, sg->sge);
5466
5467                                 if (sg->group_weight == 1) {
5468                                         /* Remove capacity of src CPU (before task move) */
5469                                         if (eenv->util_delta == 0 &&
5470                                             cpumask_test_cpu(eenv->src_cpu, sched_group_cpus(sg))) {
5471                                                 eenv->cap.before = sg->sge->cap_states[cap_idx].cap;
5472                                                 eenv->cap.delta -= eenv->cap.before;
5473                                         }
5474                                         /* Add capacity of dst CPU  (after task move) */
5475                                         if (eenv->util_delta != 0 &&
5476                                             cpumask_test_cpu(eenv->dst_cpu, sched_group_cpus(sg))) {
5477                                                 eenv->cap.after = sg->sge->cap_states[cap_idx].cap;
5478                                                 eenv->cap.delta += eenv->cap.after;
5479                                         }
5480                                 }
5481
5482                                 idle_idx = group_idle_state(sg);
5483                                 group_util = group_norm_util(eenv, sg);
5484                                 sg_busy_energy = (group_util * sg->sge->cap_states[cap_idx].power)
5485                                                                 >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
5486                                 sg_idle_energy = ((SCHED_LOAD_SCALE-group_util)
5487                                                                 * sg->sge->idle_states[idle_idx].power)
5488                                                                 >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
5489
5490                                 total_energy += sg_busy_energy + sg_idle_energy;
5491
5492                                 if (!sd->child)
5493                                         cpumask_xor(&visit_cpus, &visit_cpus, sched_group_cpus(sg));
5494
5495                                 if (cpumask_equal(sched_group_cpus(sg), sched_group_cpus(eenv->sg_top)))
5496                                         goto next_cpu;
5497
5498                         } while (sg = sg->next, sg != sd->groups);
5499                 }
5500
5501                 /*
5502                  * If we raced with hotplug and got an sd NULL-pointer;
5503                  * returning a wrong energy estimation is better than
5504                  * entering an infinite loop.
5505                  */
5506                 if (cpumask_test_cpu(cpu, &visit_cpus))
5507                         return -EINVAL;
5508 next_cpu:
5509                 cpumask_clear_cpu(cpu, &visit_cpus);
5510                 continue;
5511         }
5512
5513         eenv->energy = total_energy;
5514         return 0;
5515 }
5516
5517 static inline bool cpu_in_sg(struct sched_group *sg, int cpu)
5518 {
5519         return cpu != -1 && cpumask_test_cpu(cpu, sched_group_cpus(sg));
5520 }
5521
5522 /*
5523  * energy_diff(): Estimate the energy impact of changing the utilization
5524  * distribution. eenv specifies the change: utilisation amount, source, and
5525  * destination cpu. Source or destination cpu may be -1 in which case the
5526  * utilization is removed from or added to the system (e.g. task wake-up). If
5527  * both are specified, the utilization is migrated.
5528  */
5529 static inline int __energy_diff(struct energy_env *eenv)
5530 {
5531         struct sched_domain *sd;
5532         struct sched_group *sg;
5533         int sd_cpu = -1, energy_before = 0, energy_after = 0;
5534         int diff, margin;
5535
5536         struct energy_env eenv_before = {
5537                 .util_delta     = 0,
5538                 .src_cpu        = eenv->src_cpu,
5539                 .dst_cpu        = eenv->dst_cpu,
5540                 .nrg            = { 0, 0, 0, 0},
5541                 .cap            = { 0, 0, 0 },
5542         };
5543
5544         if (eenv->src_cpu == eenv->dst_cpu)
5545                 return 0;
5546
5547         sd_cpu = (eenv->src_cpu != -1) ? eenv->src_cpu : eenv->dst_cpu;
5548         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_ea, sd_cpu));
5549
5550         if (!sd)
5551                 return 0; /* Error */
5552
5553         sg = sd->groups;
5554
5555         do {
5556                 if (cpu_in_sg(sg, eenv->src_cpu) || cpu_in_sg(sg, eenv->dst_cpu)) {
5557                         eenv_before.sg_top = eenv->sg_top = sg;
5558
5559                         if (sched_group_energy(&eenv_before))
5560                                 return 0; /* Invalid result abort */
5561                         energy_before += eenv_before.energy;
5562
5563                         /* Keep track of SRC cpu (before) capacity */
5564                         eenv->cap.before = eenv_before.cap.before;
5565                         eenv->cap.delta = eenv_before.cap.delta;
5566
5567                         if (sched_group_energy(eenv))
5568                                 return 0; /* Invalid result abort */
5569                         energy_after += eenv->energy;
5570                 }
5571         } while (sg = sg->next, sg != sd->groups);
5572
5573         eenv->nrg.before = energy_before;
5574         eenv->nrg.after = energy_after;
5575         eenv->nrg.diff = eenv->nrg.after - eenv->nrg.before;
5576         eenv->payoff = 0;
5577 #ifndef CONFIG_SCHED_TUNE
5578         trace_sched_energy_diff(eenv->task,
5579                         eenv->src_cpu, eenv->dst_cpu, eenv->util_delta,
5580                         eenv->nrg.before, eenv->nrg.after, eenv->nrg.diff,
5581                         eenv->cap.before, eenv->cap.after, eenv->cap.delta,
5582                         eenv->nrg.delta, eenv->payoff);
5583 #endif
5584         /*
5585          * Dead-zone margin preventing too many migrations.
5586          */
5587
5588         margin = eenv->nrg.before >> 6; /* ~1.56% */
5589
5590         diff = eenv->nrg.after - eenv->nrg.before;
5591
5592         eenv->nrg.diff = (abs(diff) < margin) ? 0 : eenv->nrg.diff;
5593
5594         return eenv->nrg.diff;
5595 }
5596
5597 #ifdef CONFIG_SCHED_TUNE
5598
5599 struct target_nrg schedtune_target_nrg;
5600
5601 /*
5602  * System energy normalization
5603  * Returns the normalized value, in the range [0..SCHED_CAPACITY_SCALE],
5604  * corresponding to the specified energy variation.
5605  */
5606 static inline int
5607 normalize_energy(int energy_diff)
5608 {
5609         u32 normalized_nrg;
5610 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5611         int max_delta;
5612
5613         /* Check for boundaries */
5614         max_delta  = schedtune_target_nrg.max_power;
5615         max_delta -= schedtune_target_nrg.min_power;
5616         WARN_ON(abs(energy_diff) >= max_delta);
5617 #endif
5618
5619         /* Do scaling using positive numbers to increase the range */
5620         normalized_nrg = (energy_diff < 0) ? -energy_diff : energy_diff;
5621
5622         /* Scale by energy magnitude */
5623         normalized_nrg <<= SCHED_CAPACITY_SHIFT;
5624
5625         /* Normalize on max energy for target platform */
5626         normalized_nrg = reciprocal_divide(
5627                         normalized_nrg, schedtune_target_nrg.rdiv);
5628
5629         return (energy_diff < 0) ? -normalized_nrg : normalized_nrg;
5630 }
5631
5632 static inline int
5633 energy_diff(struct energy_env *eenv)
5634 {
5635         int boost = schedtune_task_boost(eenv->task);
5636         int nrg_delta;
5637
5638         /* Conpute "absolute" energy diff */
5639         __energy_diff(eenv);
5640
5641         /* Return energy diff when boost margin is 0 */
5642         if (boost == 0)
5643                 return eenv->nrg.diff;
5644
5645         /* Compute normalized energy diff */
5646         nrg_delta = normalize_energy(eenv->nrg.diff);
5647         eenv->nrg.delta = nrg_delta;
5648
5649         eenv->payoff = schedtune_accept_deltas(
5650                         eenv->nrg.delta,
5651                         eenv->cap.delta,
5652                         eenv->task);
5653
5654         trace_sched_energy_diff(eenv->task,
5655                         eenv->src_cpu, eenv->dst_cpu, eenv->util_delta,
5656                         eenv->nrg.before, eenv->nrg.after, eenv->nrg.diff,
5657                         eenv->cap.before, eenv->cap.after, eenv->cap.delta,
5658                         eenv->nrg.delta, eenv->payoff);
5659
5660         /*
5661          * When SchedTune is enabled, the energy_diff() function will return
5662          * the computed energy payoff value. Since the energy_diff() return
5663          * value is expected to be negative by its callers, this evaluation
5664          * function return a negative value each time the evaluation return a
5665          * positive payoff, which is the condition for the acceptance of
5666          * a scheduling decision
5667          */
5668         return -eenv->payoff;
5669 }
5670 #else /* CONFIG_SCHED_TUNE */
5671 #define energy_diff(eenv) __energy_diff(eenv)
5672 #endif
5673
5674 /*
5675  * Detect M:N waker/wakee relationships via a switching-frequency heuristic.
5676  * A waker of many should wake a different task than the one last awakened
5677  * at a frequency roughly N times higher than one of its wakees.  In order
5678  * to determine whether we should let the load spread vs consolodating to
5679  * shared cache, we look for a minimum 'flip' frequency of llc_size in one
5680  * partner, and a factor of lls_size higher frequency in the other.  With
5681  * both conditions met, we can be relatively sure that the relationship is
5682  * non-monogamous, with partner count exceeding socket size.  Waker/wakee
5683  * being client/server, worker/dispatcher, interrupt source or whatever is
5684  * irrelevant, spread criteria is apparent partner count exceeds socket size.
5685  */
5686 static int wake_wide(struct task_struct *p)
5687 {
5688         unsigned int master = current->wakee_flips;
5689         unsigned int slave = p->wakee_flips;
5690         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
5691
5692         if (master < slave)
5693                 swap(master, slave);
5694         if (slave < factor || master < slave * factor)
5695                 return 0;
5696         return 1;
5697 }
5698
5699 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5700                        int prev_cpu, int sync)
5701 {
5702         s64 this_load, load;
5703         s64 this_eff_load, prev_eff_load;
5704         int idx, this_cpu;
5705         struct task_group *tg;
5706         unsigned long weight;
5707         int balanced;
5708
5709         idx       = sd->wake_idx;
5710         this_cpu  = smp_processor_id();
5711         load      = source_load(prev_cpu, idx);
5712         this_load = target_load(this_cpu, idx);
5713
5714         /*
5715          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
5716          * effect of the currently running task from the load
5717          * of the current CPU:
5718          */
5719         if (sync) {
5720                 tg = task_group(current);
5721                 weight = current->se.avg.load_avg;
5722
5723                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
5724                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
5725         }
5726
5727         tg = task_group(p);
5728         weight = p->se.avg.load_avg;
5729
5730         /*
5731          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
5732          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
5733          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
5734          * about that, so that's good too.
5735          *
5736          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
5737          * task to be woken on this_cpu.
5738          */
5739         this_eff_load = 100;
5740         this_eff_load *= capacity_of(prev_cpu);
5741
5742         prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
5743         prev_eff_load *= capacity_of(this_cpu);
5744
5745         if (this_load > 0) {
5746                 this_eff_load *= this_load +
5747                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
5748
5749                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
5750         }
5751
5752         balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
5753
5754         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
5755
5756         if (!balanced)
5757                 return 0;
5758
5759         schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
5760         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
5761
5762         return 1;
5763 }
5764
5765 static inline unsigned long task_util(struct task_struct *p)
5766 {
5767 #ifdef CONFIG_SCHED_WALT
5768         if (!walt_disabled && sysctl_sched_use_walt_task_util) {
5769                 unsigned long demand = p->ravg.demand;
5770                 return (demand << 10) / walt_ravg_window;
5771         }
5772 #endif
5773         return p->se.avg.util_avg;
5774 }
5775
5776 static inline unsigned long boosted_task_util(struct task_struct *task);
5777
5778 static inline bool __task_fits(struct task_struct *p, int cpu, int util)
5779 {
5780         unsigned long capacity = capacity_of(cpu);
5781
5782         util += boosted_task_util(p);
5783
5784         return (capacity * 1024) > (util * capacity_margin);
5785 }
5786
5787 static inline bool task_fits_max(struct task_struct *p, int cpu)
5788 {
5789         unsigned long capacity = capacity_of(cpu);
5790         unsigned long max_capacity = cpu_rq(cpu)->rd->max_cpu_capacity.val;
5791
5792         if (capacity == max_capacity)
5793                 return true;
5794
5795         if (capacity * capacity_margin > max_capacity * 1024)
5796                 return true;
5797
5798         return __task_fits(p, cpu, 0);
5799 }
5800
5801 static bool cpu_overutilized(int cpu)
5802 {
5803         return (capacity_of(cpu) * 1024) < (cpu_util(cpu) * capacity_margin);
5804 }
5805
5806 #ifdef CONFIG_SCHED_TUNE
5807
5808 struct reciprocal_value schedtune_spc_rdiv;
5809
5810 static long
5811 schedtune_margin(unsigned long signal, long boost)
5812 {
5813         long long margin = 0;
5814
5815         /*
5816          * Signal proportional compensation (SPC)
5817          *
5818          * The Boost (B) value is used to compute a Margin (M) which is
5819          * proportional to the complement of the original Signal (S):
5820          *   M = B * (SCHED_CAPACITY_SCALE - S)
5821          * The obtained M could be used by the caller to "boost" S.
5822          */
5823         if (boost >= 0) {
5824                 margin  = SCHED_CAPACITY_SCALE - signal;
5825                 margin *= boost;
5826         } else
5827                 margin = -signal * boost;
5828
5829         margin  = reciprocal_divide(margin, schedtune_spc_rdiv);
5830
5831         if (boost < 0)
5832                 margin *= -1;
5833         return margin;
5834 }
5835
5836 static inline int
5837 schedtune_cpu_margin(unsigned long util, int cpu)
5838 {
5839         int boost = schedtune_cpu_boost(cpu);
5840
5841         if (boost == 0)
5842                 return 0;
5843
5844         return schedtune_margin(util, boost);
5845 }
5846
5847 static inline long
5848 schedtune_task_margin(struct task_struct *task)
5849 {
5850         int boost = schedtune_task_boost(task);
5851         unsigned long util;
5852         long margin;
5853
5854         if (boost == 0)
5855                 return 0;
5856
5857         util = task_util(task);
5858         margin = schedtune_margin(util, boost);
5859
5860         return margin;
5861 }
5862
5863 #else /* CONFIG_SCHED_TUNE */
5864
5865 static inline int
5866 schedtune_cpu_margin(unsigned long util, int cpu)
5867 {
5868         return 0;
5869 }
5870
5871 static inline int
5872 schedtune_task_margin(struct task_struct *task)
5873 {
5874         return 0;
5875 }
5876
5877 #endif /* CONFIG_SCHED_TUNE */
5878
5879 unsigned long
5880 boosted_cpu_util(int cpu)
5881 {
5882         unsigned long util = cpu_util(cpu);
5883         long margin = schedtune_cpu_margin(util, cpu);
5884
5885         trace_sched_boost_cpu(cpu, util, margin);
5886
5887         return util + margin;
5888 }
5889
5890 static inline unsigned long
5891 boosted_task_util(struct task_struct *task)
5892 {
5893         unsigned long util = task_util(task);
5894         long margin = schedtune_task_margin(task);
5895
5896         trace_sched_boost_task(task, util, margin);
5897
5898         return util + margin;
5899 }
5900
5901 static int cpu_util_wake(int cpu, struct task_struct *p);
5902
5903 static unsigned long capacity_spare_wake(int cpu, struct task_struct *p)
5904 {
5905         return capacity_orig_of(cpu) - cpu_util_wake(cpu, p);
5906 }
5907
5908 /*
5909  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
5910  * domain.
5911  */
5912 static struct sched_group *
5913 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5914                   int this_cpu, int sd_flag)
5915 {
5916         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
5917         struct sched_group *most_spare_sg = NULL;
5918         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
5919         unsigned long most_spare = 0, this_spare = 0;
5920         int load_idx = sd->forkexec_idx;
5921         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
5922
5923         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
5924                 load_idx = sd->wake_idx;
5925
5926         do {
5927                 unsigned long load, avg_load, spare_cap, max_spare_cap;
5928                 int local_group;
5929                 int i;
5930
5931                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
5932                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
5933                                         tsk_cpus_allowed(p)))
5934                         continue;
5935
5936                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
5937                                                sched_group_cpus(group));
5938
5939                 /*
5940                  * Tally up the load of all CPUs in the group and find
5941                  * the group containing the CPU with most spare capacity.
5942                  */
5943                 avg_load = 0;
5944                 max_spare_cap = 0;
5945
5946                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
5947                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
5948                         if (local_group)
5949                                 load = source_load(i, load_idx);
5950                         else
5951                                 load = target_load(i, load_idx);
5952
5953                         avg_load += load;
5954
5955                         spare_cap = capacity_spare_wake(i, p);
5956
5957                         if (spare_cap > max_spare_cap)
5958                                 max_spare_cap = spare_cap;
5959                 }
5960
5961                 /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
5962                 avg_load = (avg_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) / group->sgc->capacity;
5963
5964                 if (local_group) {
5965                         this_load = avg_load;
5966                         this_spare = max_spare_cap;
5967                 } else {
5968                         if (avg_load < min_load) {
5969                                 min_load = avg_load;
5970                                 idlest = group;
5971                         }
5972
5973                         if (most_spare < max_spare_cap) {
5974                                 most_spare = max_spare_cap;
5975                                 most_spare_sg = group;
5976                         }
5977                 }
5978         } while (group = group->next, group != sd->groups);
5979
5980         /*
5981          * The cross-over point between using spare capacity or least load
5982          * is too conservative for high utilization tasks on partially
5983          * utilized systems if we require spare_capacity > task_util(p),
5984          * so we allow for some task stuffing by using
5985          * spare_capacity > task_util(p)/2.
5986          */
5987         if (this_spare > task_util(p) / 2 &&
5988             imbalance*this_spare > 100*most_spare)
5989                 return NULL;
5990         else if (most_spare > task_util(p) / 2)
5991                 return most_spare_sg;
5992
5993         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
5994                 return NULL;
5995         return idlest;
5996 }
5997
5998 /*
5999  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
6000  */
6001 static int
6002 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
6003 {
6004         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
6005         unsigned int min_exit_latency = UINT_MAX;
6006         u64 latest_idle_timestamp = 0;
6007         int least_loaded_cpu = this_cpu;
6008         int shallowest_idle_cpu = -1;
6009         int i;
6010
6011         /* Check if we have any choice: */
6012         if (group->group_weight == 1)
6013                 return cpumask_first(sched_group_cpus(group));
6014
6015         /* Traverse only the allowed CPUs */
6016         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
6017                 if (idle_cpu(i)) {
6018                         struct rq *rq = cpu_rq(i);
6019                         struct cpuidle_state *idle = idle_get_state(rq);
6020                         if (idle && idle->exit_latency < min_exit_latency) {
6021                                 /*
6022                                  * We give priority to a CPU whose idle state
6023                                  * has the smallest exit latency irrespective
6024                                  * of any idle timestamp.
6025                                  */
6026                                 min_exit_latency = idle->exit_latency;
6027                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
6028                                 shallowest_idle_cpu = i;
6029                         } else if ((!idle || idle->exit_latency == min_exit_latency) &&
6030                                    rq->idle_stamp > latest_idle_timestamp) {
6031                                 /*
6032                                  * If equal or no active idle state, then
6033                                  * the most recently idled CPU might have
6034                                  * a warmer cache.
6035                                  */
6036                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
6037                                 shallowest_idle_cpu = i;
6038                         }
6039                 } else if (shallowest_idle_cpu == -1) {
6040                         load = weighted_cpuload(i);
6041                         if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
6042                                 min_load = load;
6043                                 least_loaded_cpu = i;
6044                         }
6045                 }
6046         }
6047
6048         return shallowest_idle_cpu != -1 ? shallowest_idle_cpu : least_loaded_cpu;
6049 }
6050
6051 /*
6052  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
6053  */
6054 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev, int target)
6055 {
6056         struct sched_domain *sd;
6057         struct sched_group *sg;
6058         int best_idle_cpu = -1;
6059         int best_idle_cstate = INT_MAX;
6060         unsigned long best_idle_capacity = ULONG_MAX;
6061
6062         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_sis_attempts);
6063         schedstat_inc(this_rq(), eas_stats.sis_attempts);
6064
6065         if (!sysctl_sched_cstate_aware) {
6066                 if (idle_cpu(target)) {
6067                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_sis_idle);
6068                         schedstat_inc(this_rq(), eas_stats.sis_idle);
6069                         return target;
6070                 }
6071
6072                 /*
6073                  * If the prevous cpu is cache affine and idle, don't be stupid.
6074                  */
6075                 if (prev != target && cpus_share_cache(prev, target) && idle_cpu(prev)) {
6076                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_sis_cache_affine);
6077                         schedstat_inc(this_rq(), eas_stats.sis_cache_affine);
6078                         return prev;
6079                 }
6080         }
6081
6082         /*
6083          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
6084          */
6085         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
6086         for_each_lower_domain(sd) {
6087                 sg = sd->groups;
6088                 do {
6089                         int i;
6090                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
6091                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
6092                                 goto next;
6093
6094                         if (sysctl_sched_cstate_aware) {
6095                                 for_each_cpu_and(i, tsk_cpus_allowed(p), sched_group_cpus(sg)) {
6096                                         int idle_idx = idle_get_state_idx(cpu_rq(i));
6097                                         unsigned long new_usage = boosted_task_util(p);
6098                                         unsigned long capacity_orig = capacity_orig_of(i);
6099
6100                                         if (new_usage > capacity_orig || !idle_cpu(i))
6101                                                 goto next;
6102
6103                                         if (i == target && new_usage <= capacity_curr_of(target)) {
6104                                                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_sis_suff_cap);
6105                                                 schedstat_inc(this_rq(), eas_stats.sis_suff_cap);
6106                                                 schedstat_inc(sd, eas_stats.sis_suff_cap);
6107                                                 return target;
6108                                         }
6109
6110                                         if (idle_idx < best_idle_cstate &&
6111                                             capacity_orig <= best_idle_capacity) {
6112                                                 best_idle_cpu = i;
6113                                                 best_idle_cstate = idle_idx;
6114                                                 best_idle_capacity = capacity_orig;
6115                                         }
6116                                 }
6117                         } else {
6118                                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
6119                                         if (i == target || !idle_cpu(i))
6120                                                 goto next;
6121                                 }
6122
6123                                 target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
6124                                         tsk_cpus_allowed(p));
6125                                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_sis_idle_cpu);
6126                                 schedstat_inc(this_rq(), eas_stats.sis_idle_cpu);
6127                                 schedstat_inc(sd, eas_stats.sis_idle_cpu);
6128                                 goto done;
6129                         }
6130 next:
6131                         sg = sg->next;
6132                 } while (sg != sd->groups);
6133         }
6134
6135         if (best_idle_cpu >= 0)
6136                 target = best_idle_cpu;
6137
6138 done:
6139         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_sis_count);
6140         schedstat_inc(this_rq(), eas_stats.sis_count);
6141
6142         return target;
6143 }
6144
6145 /*
6146  * cpu_util_wake: Compute cpu utilization with any contributions from
6147  * the waking task p removed.
6148  */
6149 static int cpu_util_wake(int cpu, struct task_struct *p)
6150 {
6151         unsigned long util, capacity;
6152
6153 #ifdef CONFIG_SCHED_WALT
6154         /*
6155          * WALT does not decay idle tasks in the same manner
6156          * as PELT, so it makes little sense to subtract task
6157          * utilization from cpu utilization. Instead just use
6158          * cpu_util for this case.
6159          */
6160         if (!walt_disabled && sysctl_sched_use_walt_cpu_util)
6161                 return cpu_util(cpu);
6162 #endif
6163         /* Task has no contribution or is new */
6164         if (cpu != task_cpu(p) || !p->se.avg.last_update_time)
6165                 return cpu_util(cpu);
6166
6167         capacity = capacity_orig_of(cpu);
6168         util = max_t(long, cpu_util(cpu) - task_util(p), 0);
6169
6170         return (util >= capacity) ? capacity : util;
6171 }
6172
6173 static int start_cpu(bool boosted)
6174 {
6175         struct root_domain *rd = cpu_rq(smp_processor_id())->rd;
6176
6177         RCU_LOCKDEP_WARN(rcu_read_lock_sched_held(),
6178                            "sched RCU must be held");
6179
6180         return boosted ? rd->max_cap_orig_cpu : rd->min_cap_orig_cpu;
6181 }
6182
6183 static inline int find_best_target(struct task_struct *p, bool boosted, bool prefer_idle)
6184 {
6185         int target_cpu = -1;
6186         unsigned long target_util = prefer_idle ? ULONG_MAX : 0;
6187         unsigned long backup_capacity = ULONG_MAX;
6188         int best_idle_cpu = -1;
6189         int best_idle_cstate = INT_MAX;
6190         int backup_cpu = -1;
6191         unsigned long min_util = boosted_task_util(p);
6192         struct sched_domain *sd;
6193         struct sched_group *sg;
6194         int cpu = start_cpu(boosted);
6195
6196         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_fbt_attempts);
6197         schedstat_inc(this_rq(), eas_stats.fbt_attempts);
6198
6199         if (cpu < 0) {
6200                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_fbt_no_cpu);
6201                 schedstat_inc(this_rq(), eas_stats.fbt_no_cpu);
6202                 return target_cpu;
6203         }
6204
6205         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_ea, cpu));
6206
6207         if (!sd) {
6208                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_fbt_no_sd);
6209                 schedstat_inc(this_rq(), eas_stats.fbt_no_sd);
6210                 return target_cpu;
6211         }
6212
6213         sg = sd->groups;
6214
6215         do {
6216                 int i;
6217
6218                 for_each_cpu_and(i, tsk_cpus_allowed(p), sched_group_cpus(sg)) {
6219                         unsigned long cur_capacity, new_util, wake_util;
6220                         unsigned long min_wake_util = ULONG_MAX;
6221
6222                         if (!cpu_online(i))
6223                                 continue;
6224
6225                         /*
6226                          * p's blocked utilization is still accounted for on prev_cpu
6227                          * so prev_cpu will receive a negative bias due to the double
6228                          * accounting. However, the blocked utilization may be zero.
6229                          */
6230                         wake_util = cpu_util_wake(i, p);
6231                         new_util = wake_util + task_util(p);
6232
6233                         /*
6234                          * Ensure minimum capacity to grant the required boost.
6235                          * The target CPU can be already at a capacity level higher
6236                          * than the one required to boost the task.
6237                          */
6238                         new_util = max(min_util, new_util);
6239
6240                         if (new_util > capacity_orig_of(i))
6241                                 continue;
6242
6243 #ifdef CONFIG_SCHED_WALT
6244                         if (walt_cpu_high_irqload(i))
6245                                 continue;
6246 #endif
6247
6248                         /*
6249                          * Unconditionally favoring tasks that prefer idle cpus to
6250                          * improve latency.
6251                          */
6252                         if (idle_cpu(i) && prefer_idle) {
6253                                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_fbt_pref_idle);
6254                                 schedstat_inc(this_rq(), eas_stats.fbt_pref_idle);
6255                                 return i;
6256                         }
6257
6258                         cur_capacity = capacity_curr_of(i);
6259
6260                         if (new_util < cur_capacity) {
6261                                 if (cpu_rq(i)->nr_running) {
6262                                         /*
6263                                          * Find a target cpu with the lowest/highest
6264                                          * utilization if prefer_idle/!prefer_idle.
6265                                          */
6266                                         if (prefer_idle) {
6267                                                 /* Favor the CPU that last ran the task */
6268                                                 if (new_util > target_util ||
6269                                                     wake_util > min_wake_util)
6270                                                         continue;
6271                                                 min_wake_util = wake_util;
6272                                                 target_util = new_util;
6273                                                 target_cpu = i;
6274                                         } else if (target_util < new_util) {
6275                                                 target_util = new_util;
6276                                                 target_cpu = i;
6277                                         }
6278                                 } else if (!prefer_idle) {
6279                                         int idle_idx = idle_get_state_idx(cpu_rq(i));
6280
6281                                         if (best_idle_cpu < 0 ||
6282                                                 (sysctl_sched_cstate_aware &&
6283                                                         best_idle_cstate > idle_idx)) {
6284                                                 best_idle_cstate = idle_idx;
6285                                                 best_idle_cpu = i;
6286                                         }
6287                                 }
6288                         } else if (backup_capacity > cur_capacity) {
6289                                 /* Find a backup cpu with least capacity. */
6290                                 backup_capacity = cur_capacity;
6291                                 backup_cpu = i;
6292                         }
6293                 }
6294         } while (sg = sg->next, sg != sd->groups);
6295
6296         if (target_cpu < 0)
6297                 target_cpu = best_idle_cpu >= 0 ? best_idle_cpu : backup_cpu;
6298
6299         if (target_cpu >= 0) {
6300                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_fbt_count);
6301                 schedstat_inc(this_rq(), eas_stats.fbt_count);
6302         }
6303
6304         return target_cpu;
6305 }
6306
6307 /*
6308  * Disable WAKE_AFFINE in the case where task @p doesn't fit in the
6309  * capacity of either the waking CPU @cpu or the previous CPU @prev_cpu.
6310  *
6311  * In that case WAKE_AFFINE doesn't make sense and we'll let
6312  * BALANCE_WAKE sort things out.
6313  */
6314 static int wake_cap(struct task_struct *p, int cpu, int prev_cpu)
6315 {
6316         long min_cap, max_cap;
6317
6318         min_cap = min(capacity_orig_of(prev_cpu), capacity_orig_of(cpu));
6319         max_cap = cpu_rq(cpu)->rd->max_cpu_capacity.val;
6320
6321         /* Minimum capacity is close to max, no need to abort wake_affine */
6322         if (max_cap - min_cap < max_cap >> 3)
6323                 return 0;
6324
6325         /* Bring task utilization in sync with prev_cpu */
6326         sync_entity_load_avg(&p->se);
6327
6328         return min_cap * 1024 < task_util(p) * capacity_margin;
6329 }
6330
6331 static int select_energy_cpu_brute(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sync)
6332 {
6333         struct sched_domain *sd;
6334         int target_cpu = prev_cpu, tmp_target;
6335         bool boosted, prefer_idle;
6336
6337         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_secb_attempts);
6338         schedstat_inc(this_rq(), eas_stats.secb_attempts);
6339
6340         if (sysctl_sched_sync_hint_enable && sync) {
6341                 int cpu = smp_processor_id();
6342
6343                 if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
6344                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_secb_sync);
6345                         schedstat_inc(this_rq(), eas_stats.secb_sync);
6346                         return cpu;
6347                 }
6348         }
6349
6350         rcu_read_lock();
6351 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHEDTUNE
6352         boosted = schedtune_task_boost(p) > 0;
6353         prefer_idle = schedtune_prefer_idle(p) > 0;
6354 #else
6355         boosted = get_sysctl_sched_cfs_boost() > 0;
6356         prefer_idle = 0;
6357 #endif
6358
6359         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_ea, prev_cpu));
6360         /* Find a cpu with sufficient capacity */
6361         tmp_target = find_best_target(p, boosted, prefer_idle);
6362
6363         if (!sd)
6364                 goto unlock;
6365         if (tmp_target >= 0) {
6366                 target_cpu = tmp_target;
6367                 if ((boosted || prefer_idle) && idle_cpu(target_cpu)) {
6368                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_secb_idle_bt);
6369                         schedstat_inc(this_rq(), eas_stats.secb_idle_bt);
6370                         goto unlock;
6371                 }
6372         }
6373
6374         if (target_cpu != prev_cpu) {
6375                 struct energy_env eenv = {
6376                         .util_delta     = task_util(p),
6377                         .src_cpu        = prev_cpu,
6378                         .dst_cpu        = target_cpu,
6379                         .task           = p,
6380                 };
6381
6382                 /* Not enough spare capacity on previous cpu */
6383                 if (cpu_overutilized(prev_cpu)) {
6384                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_secb_insuff_cap);
6385                         schedstat_inc(this_rq(), eas_stats.secb_insuff_cap);
6386                         goto unlock;
6387                 }
6388
6389                 if (energy_diff(&eenv) >= 0) {
6390                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_secb_no_nrg_sav);
6391                         schedstat_inc(this_rq(), eas_stats.secb_no_nrg_sav);
6392                         target_cpu = prev_cpu;
6393                         goto unlock;
6394                 }
6395
6396                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_secb_nrg_sav);
6397                 schedstat_inc(this_rq(), eas_stats.secb_nrg_sav);
6398                 goto unlock;
6399         }
6400
6401         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_secb_count);
6402         schedstat_inc(this_rq(), eas_stats.secb_count);
6403
6404 unlock:
6405         rcu_read_unlock();
6406
6407         return target_cpu;
6408 }
6409
6410 /*
6411  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
6412  * that have the 'sd_flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
6413  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
6414  *
6415  * Balances load by selecting the idlest cpu in the idlest group, or under
6416  * certain conditions an idle sibling cpu if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
6417  *
6418  * Returns the target cpu number.
6419  *
6420  * preempt must be disabled.
6421  */
6422 static int
6423 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
6424 {
6425         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
6426         int cpu = smp_processor_id();
6427         int new_cpu = prev_cpu;
6428         int want_affine = 0;
6429         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
6430
6431         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
6432                 /*
6433                  * do wake_cap unconditionally as it causes task and cpu
6434                  * utilization to be synced, and we need that for energy
6435                  * aware wakeups
6436                  */
6437                 int _wake_cap = wake_cap(p, cpu, prev_cpu);
6438                 want_affine = !wake_wide(p) && !_wake_cap
6439                               && cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p));
6440         }
6441
6442         if (energy_aware() && !(cpu_rq(prev_cpu)->rd->overutilized))
6443                 return select_energy_cpu_brute(p, prev_cpu, sync);
6444
6445         rcu_read_lock();
6446         for_each_domain(cpu, tmp) {
6447                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
6448                         break;
6449
6450                 /*
6451                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
6452                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
6453                  */
6454                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
6455                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
6456                         affine_sd = tmp;
6457                         break;
6458                 }
6459
6460                 if (tmp->flags & sd_flag)
6461                         sd = tmp;
6462                 else if (!want_affine)
6463                         break;
6464         }
6465
6466         if (affine_sd) {
6467                 sd = NULL; /* Prefer wake_affine over balance flags */
6468                 if (cpu != prev_cpu && wake_affine(affine_sd, p, prev_cpu, sync))
6469                         new_cpu = cpu;
6470         }
6471
6472         if (!sd) {
6473                 if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) /* XXX always ? */
6474                         new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu, new_cpu);
6475
6476         } else {
6477                 int wu = sd_flag & SD_BALANCE_WAKE;
6478                 int cas_cpu = -1;
6479
6480                 if (wu) {
6481                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_cas_attempts);
6482                         schedstat_inc(this_rq(), eas_stats.cas_attempts);
6483                 }
6484
6485                 while (sd) {
6486                         struct sched_group *group;
6487                         int weight;
6488
6489                         if (wu)
6490                                 schedstat_inc(sd, eas_stats.cas_attempts);
6491
6492                         if (!(sd->flags & sd_flag)) {
6493                                 sd = sd->child;
6494                                 continue;
6495                         }
6496
6497                         group = find_idlest_group(sd, p, cpu, sd_flag);
6498                         if (!group) {
6499                                 sd = sd->child;
6500                                 continue;
6501                         }
6502
6503                         new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
6504                         if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
6505                                 /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
6506                                 sd = sd->child;
6507                                 continue;
6508                         }
6509
6510                         /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
6511                         cpu = cas_cpu = new_cpu;
6512                         weight = sd->span_weight;
6513                         sd = NULL;
6514                         for_each_domain(cpu, tmp) {
6515                                 if (weight <= tmp->span_weight)
6516                                         break;
6517                                 if (tmp->flags & sd_flag)
6518                                         sd = tmp;
6519                         }
6520                         /* while loop will break here if sd == NULL */
6521                 }
6522
6523                 if (wu && (cas_cpu >= 0)) {
6524                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_cas_count);
6525                         schedstat_inc(this_rq(), eas_stats.cas_count);
6526                 }
6527         }
6528         rcu_read_unlock();
6529
6530         return new_cpu;
6531 }
6532
6533 /*
6534  * Called immediately before a task is migrated to a new cpu; task_cpu(p) and
6535  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
6536  * previous cpu.  However, the caller only guarantees p->pi_lock is held; no
6537  * other assumptions, including the state of rq->lock, should be made.
6538  */
6539 static void migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p)
6540 {
6541         /*
6542          * We are supposed to update the task to "current" time, then its up to date
6543          * and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we have difficulty in getting
6544          * what current time is, so simply throw away the out-of-date time. This
6545          * will result in the wakee task is less decayed, but giving the wakee more
6546          * load sounds not bad.
6547          */
6548         remove_entity_load_avg(&p->se);
6549
6550         /* Tell new CPU we are migrated */
6551         p->se.avg.last_update_time = 0;
6552
6553         /* We have migrated, no longer consider this task hot */
6554         p->se.exec_start = 0;
6555 }
6556
6557 static void task_dead_fair(struct task_struct *p)
6558 {
6559         remove_entity_load_avg(&p->se);
6560 }
6561 #else
6562 #define task_fits_max(p, cpu) true
6563 #endif /* CONFIG_SMP */
6564
6565 static unsigned long
6566 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
6567 {
6568         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
6569
6570         /*
6571          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
6572          * to virtual-time in his units.
6573          *
6574          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
6575          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
6576          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
6577          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
6578          * be smaller, again penalizing the lighter task.
6579          *
6580          * This is especially important for buddies when the leftmost
6581          * task is higher priority than the buddy.
6582          */
6583         return calc_delta_fair(gran, se);
6584 }
6585
6586 /*
6587  * Should 'se' preempt 'curr'.
6588  *
6589  *             |s1
6590  *        |s2
6591  *   |s3
6592  *         g
6593  *      |<--->|c
6594  *
6595  *  w(c, s1) = -1
6596  *  w(c, s2) =  0
6597  *  w(c, s3) =  1
6598  *
6599  */
6600 static int
6601 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
6602 {
6603         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
6604
6605         if (vdiff <= 0)
6606                 return -1;
6607
6608         gran = wakeup_gran(curr, se);
6609         if (vdiff > gran)
6610                 return 1;
6611
6612         return 0;
6613 }
6614
6615 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
6616 {
6617         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
6618                 return;
6619
6620         for_each_sched_entity(se)
6621                 cfs_rq_of(se)->last = se;
6622 }
6623
6624 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
6625 {
6626         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
6627                 return;
6628
6629         for_each_sched_entity(se)
6630                 cfs_rq_of(se)->next = se;
6631 }
6632
6633 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
6634 {
6635         for_each_sched_entity(se)
6636                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
6637 }
6638
6639 /*
6640  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
6641  */
6642 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
6643 {
6644         struct task_struct *curr = rq->curr;
6645         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
6646         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
6647         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
6648         int next_buddy_marked = 0;
6649
6650         if (unlikely(se == pse))
6651                 return;
6652
6653         /*
6654          * This is possible from callers such as attach_tasks(), in which we
6655          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
6656          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
6657          * next-buddy nomination below.
6658          */
6659         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
6660                 return;
6661
6662         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
6663                 set_next_buddy(pse);
6664                 next_buddy_marked = 1;
6665         }
6666
6667         /*
6668          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
6669          * wake up path.
6670          *
6671          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
6672          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
6673          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
6674          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
6675          * below.
6676          */
6677         if (test_tsk_need_resched(curr))
6678                 return;
6679
6680         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
6681         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
6682             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
6683                 goto preempt;
6684
6685         /*
6686          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
6687          * is driven by the tick):
6688          */
6689         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
6690                 return;
6691
6692         find_matching_se(&se, &pse);
6693         update_curr(cfs_rq_of(se));
6694         BUG_ON(!pse);
6695         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
6696                 /*
6697                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
6698                  * triggering this preemption.
6699                  */
6700                 if (!next_buddy_marked)
6701                         set_next_buddy(pse);
6702                 goto preempt;
6703         }
6704
6705         return;
6706
6707 preempt:
6708         resched_curr(rq);
6709         /*
6710          * Only set the backward buddy when the current task is still
6711          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
6712          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
6713          * point, either of which can * drop the rq lock.
6714          *
6715          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
6716          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
6717          */
6718         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
6719                 return;
6720
6721         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
6722                 set_last_buddy(se);
6723 }
6724
6725 static struct task_struct *
6726 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
6727 {
6728         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
6729         struct sched_entity *se;
6730         struct task_struct *p;
6731         int new_tasks;
6732
6733 again:
6734 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6735         if (!cfs_rq->nr_running)
6736                 goto idle;
6737
6738         if (prev->sched_class != &fair_sched_class)
6739                 goto simple;
6740
6741         /*
6742          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
6743          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
6744          *
6745          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
6746          * hierarchy, only change the part that actually changes.
6747          */
6748
6749         do {
6750                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
6751
6752                 /*
6753                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
6754                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
6755                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
6756                  * forget we've ever seen it.
6757                  */
6758                 if (curr) {
6759                         if (curr->on_rq)
6760                                 update_curr(cfs_rq);
6761                         else
6762                                 curr = NULL;
6763
6764                         /*
6765                          * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the
6766                          * throttle and dequeue its entity in the parent(s).
6767                          * Therefore the 'simple' nr_running test will indeed
6768                          * be correct.
6769                          */
6770                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq)))
6771                                 goto simple;
6772                 }
6773
6774                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
6775                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6776         } while (cfs_rq);
6777
6778         p = task_of(se);
6779
6780         /*
6781          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
6782          * is a different task than we started out with, try and touch the
6783          * least amount of cfs_rqs.
6784          */
6785         if (prev != p) {
6786                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
6787
6788                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
6789                         int se_depth = se->depth;
6790                         int pse_depth = pse->depth;
6791
6792                         if (se_depth <= pse_depth) {
6793                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
6794                                 pse = parent_entity(pse);
6795                         }
6796                         if (se_depth >= pse_depth) {
6797                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
6798                                 se = parent_entity(se);
6799                         }
6800                 }
6801
6802                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
6803                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6804         }
6805
6806         if (hrtick_enabled(rq))
6807                 hrtick_start_fair(rq, p);
6808
6809         rq->misfit_task = !task_fits_max(p, rq->cpu);
6810
6811         return p;
6812 simple:
6813         cfs_rq = &rq->cfs;
6814 #endif
6815
6816         if (!cfs_rq->nr_running)
6817                 goto idle;
6818
6819         put_prev_task(rq, prev);
6820
6821         do {
6822                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
6823                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6824                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6825         } while (cfs_rq);
6826
6827         p = task_of(se);
6828
6829         if (hrtick_enabled(rq))
6830                 hrtick_start_fair(rq, p);
6831
6832         rq->misfit_task = !task_fits_max(p, rq->cpu);
6833
6834         return p;
6835
6836 idle:
6837         rq->misfit_task = 0;
6838         /*
6839          * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being picked
6840          * for load-balance and preemption/IRQs are still disabled avoiding
6841          * further scheduler activity on it and we're being very careful to
6842          * re-start the picking loop.
6843          */
6844         lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
6845         new_tasks = idle_balance(rq);
6846         lockdep_pin_lock(&rq->lock);
6847         /*
6848          * Because idle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
6849          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
6850          * must re-start the pick_next_entity() loop.
6851          */
6852         if (new_tasks < 0)
6853                 return RETRY_TASK;
6854
6855         if (new_tasks > 0)
6856                 goto again;
6857
6858         return NULL;
6859 }
6860
6861 /*
6862  * Account for a descheduled task:
6863  */
6864 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
6865 {
6866         struct sched_entity *se = &prev->se;
6867         struct cfs_rq *cfs_rq;
6868
6869         for_each_sched_entity(se) {
6870                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6871                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
6872         }
6873 }
6874
6875 /*
6876  * sched_yield() is very simple
6877  *
6878  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
6879  */
6880 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
6881 {
6882         struct task_struct *curr = rq->curr;
6883         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
6884         struct sched_entity *se = &curr->se;
6885
6886         /*
6887          * Are we the only task in the tree?
6888          */
6889         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
6890                 return;
6891
6892         clear_buddies(cfs_rq, se);
6893
6894         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
6895                 update_rq_clock(rq);
6896                 /*
6897                  * Update run-time statistics of the 'current'.
6898                  */
6899                 update_curr(cfs_rq);
6900                 /*
6901                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
6902                  * so we don't do microscopic update in schedule()
6903                  * and double the fastpath cost.
6904                  */
6905                 rq_clock_skip_update(rq, true);
6906         }
6907
6908         set_skip_buddy(se);
6909 }
6910
6911 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
6912 {
6913         struct sched_entity *se = &p->se;
6914
6915         /* throttled hierarchies are not runnable */
6916         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
6917                 return false;
6918
6919         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
6920         set_next_buddy(se);
6921
6922         yield_task_fair(rq);
6923
6924         return true;
6925 }
6926
6927 #ifdef CONFIG_SMP
6928 /**************************************************
6929  * Fair scheduling class load-balancing methods.
6930  *
6931  * BASICS
6932  *
6933  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
6934  * per-cpu scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
6935  * time to each task. This is expressed in the following equation:
6936  *
6937  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
6938  *
6939  * Where W_i,n is the n-th weight average for cpu i. The instantaneous weight
6940  * W_i,0 is defined as:
6941  *
6942  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
6943  *
6944  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on cpu i. This weight
6945  * is derived from the nice value as per prio_to_weight[].
6946  *
6947  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
6948  * weight:
6949  *
6950  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
6951  *
6952  * C_i is the compute capacity of cpu i, typically it is the
6953  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
6954  * can also include other factors [XXX].
6955  *
6956  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
6957  * directly from (1):
6958  *
6959  *   imb_i,j = max{ avg(W/C), W_i/C_i } - min{ avg(W/C), W_j/C_j }    (4)
6960  *
6961  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
6962  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
6963  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
6964  *
6965  * [XXX expand on:
6966  *     - infeasible weights;
6967  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
6968  *
6969  *
6970  * SCHED DOMAINS
6971  *
6972  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
6973  * for all i,j solution, we create a tree of cpus that follows the hardware
6974  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
6975  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of cpus going up the
6976  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
6977  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of cpus in
6978  * the groups.
6979  *
6980  * This yields:
6981  *
6982  *     log_2 n     1     n
6983  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
6984  *     i = 0      2^i   2^i
6985  *                               `- size of each group
6986  *         |         |     `- number of cpus doing load-balance
6987  *         |         `- freq
6988  *         `- sum over all levels
6989  *
6990  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
6991  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
6992  *
6993  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
6994  * to every other cpu in at most O(log n) steps:
6995  *
6996  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
6997  *
6998  *             log_2 n     
6999  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
7000  *             k = 0
7001  *
7002  * And you'll find that:
7003  *
7004  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
7005  *
7006  * Showing there's indeed a path between every cpu in at most O(log n) steps.
7007  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
7008  * of:
7009  *
7010  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
7011  *
7012  *
7013  * WORK CONSERVING
7014  *
7015  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
7016  * balancing is more aggressive and has the newly idle cpu iterate up the domain
7017  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
7018  *
7019  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
7020  * time.
7021  *
7022  * [XXX more?]
7023  *
7024  *
7025  * CGROUPS
7026  *
7027  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
7028  *
7029  *                                s_k,i
7030  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
7031  *                                 S_k
7032  *
7033  * Where
7034  *
7035  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
7036  *
7037  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on cpu i.
7038  *
7039  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
7040  * property.
7041  *
7042  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
7043  *      rewrite all of this once again.]
7044  */ 
7045
7046 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
7047
7048 enum fbq_type { regular, remote, all };
7049
7050 enum group_type {
7051         group_other = 0,
7052         group_misfit_task,
7053         group_imbalanced,
7054         group_overloaded,
7055 };
7056
7057 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
7058 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
7059 #define LBF_DST_PINNED  0x04
7060 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
7061
7062 struct lb_env {
7063         struct sched_domain     *sd;
7064
7065         struct rq               *src_rq;
7066         int                     src_cpu;
7067
7068         int                     dst_cpu;
7069         struct rq               *dst_rq;
7070
7071         struct cpumask          *dst_grpmask;
7072         int                     new_dst_cpu;
7073         enum cpu_idle_type      idle;
7074         long                    imbalance;
7075         unsigned int            src_grp_nr_running;
7076         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
7077         struct cpumask          *cpus;
7078
7079         unsigned int            flags;
7080
7081         unsigned int            loop;
7082         unsigned int            loop_break;
7083         unsigned int            loop_max;
7084
7085         enum fbq_type           fbq_type;
7086         enum group_type         busiest_group_type;
7087         struct list_head        tasks;
7088 };
7089
7090 /*
7091  * Is this task likely cache-hot:
7092  */
7093 static int task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7094 {
7095         s64 delta;
7096
7097         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7098
7099         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
7100                 return 0;
7101
7102         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
7103                 return 0;
7104
7105         /*
7106          * Buddy candidates are cache hot:
7107          */
7108         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && env->dst_rq->nr_running &&
7109                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
7110                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
7111                 return 1;
7112
7113         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
7114                 return 1;
7115         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
7116                 return 0;
7117
7118         delta = rq_clock_task(env->src_rq) - p->se.exec_start;
7119
7120         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
7121 }
7122
7123 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7124 /*
7125  * Returns 1, if task migration degrades locality
7126  * Returns 0, if task migration improves locality i.e migration preferred.
7127  * Returns -1, if task migration is not affected by locality.
7128  */
7129 static int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7130 {
7131         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
7132         unsigned long src_faults, dst_faults;
7133         int src_nid, dst_nid;
7134
7135         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
7136                 return -1;
7137
7138         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
7139                 return -1;
7140
7141         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
7142         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
7143
7144         if (src_nid == dst_nid)
7145                 return -1;
7146
7147         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
7148         if (src_nid == p->numa_preferred_nid) {
7149                 if (env->src_rq->nr_running > env->src_rq->nr_preferred_running)
7150                         return 1;
7151                 else
7152                         return -1;
7153         }
7154
7155         /* Encourage migration to the preferred node. */
7156         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
7157                 return 0;
7158
7159         if (numa_group) {
7160                 src_faults = group_faults(p, src_nid);
7161                 dst_faults = group_faults(p, dst_nid);
7162         } else {
7163                 src_faults = task_faults(p, src_nid);
7164                 dst_faults = task_faults(p, dst_nid);
7165         }
7166
7167         return dst_faults < src_faults;
7168 }
7169
7170 #else
7171 static inline int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
7172                                              struct lb_env *env)
7173 {
7174         return -1;
7175 }
7176 #endif
7177
7178 /*
7179  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
7180  */
7181 static
7182 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7183 {
7184         int tsk_cache_hot;
7185
7186         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7187
7188         /*
7189          * We do not migrate tasks that are:
7190          * 1) throttled_lb_pair, or
7191          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
7192          * 3) running (obviously), or
7193          * 4) are cache-hot on their current CPU.
7194          */
7195         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
7196                 return 0;
7197
7198         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
7199                 int cpu;
7200
7201                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
7202
7203                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
7204
7205                 /*
7206                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
7207                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
7208                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
7209                  *
7210                  * Also avoid computing new_dst_cpu if we have already computed
7211                  * one in current iteration.
7212                  */
7213                 if (!env->dst_grpmask || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
7214                         return 0;
7215
7216                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
7217                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
7218                         if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
7219                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
7220                                 env->new_dst_cpu = cpu;
7221                                 break;
7222                         }
7223                 }
7224
7225                 return 0;
7226         }
7227
7228         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
7229         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
7230
7231         if (task_running(env->src_rq, p)) {
7232                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
7233                 return 0;
7234         }
7235
7236         /*
7237          * Aggressive migration if:
7238          * 1) destination numa is preferred
7239          * 2) task is cache cold, or
7240          * 3) too many balance attempts have failed.
7241          */
7242         tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
7243         if (tsk_cache_hot == -1)
7244                 tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
7245
7246         if (tsk_cache_hot <= 0 ||
7247             env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
7248                 if (tsk_cache_hot == 1) {
7249                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
7250                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
7251                 }
7252                 return 1;
7253         }
7254
7255         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
7256         return 0;
7257 }
7258
7259 /*
7260  * detach_task() -- detach the task for the migration specified in env
7261  */
7262 static void detach_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7263 {
7264         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7265
7266         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
7267         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
7268         double_lock_balance(env->src_rq, env->dst_rq);
7269         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
7270         double_unlock_balance(env->src_rq, env->dst_rq);
7271 }
7272
7273 /*
7274  * detach_one_task() -- tries to dequeue exactly one task from env->src_rq, as
7275  * part of active balancing operations within "domain".
7276  *
7277  * Returns a task if successful and NULL otherwise.
7278  */
7279 static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
7280 {
7281         struct task_struct *p, *n;
7282
7283         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7284
7285         list_for_each_entry_safe(p, n, &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
7286                 if (!can_migrate_task(p, env))
7287                         continue;
7288
7289                 detach_task(p, env);
7290
7291                 /*
7292                  * Right now, this is only the second place where
7293                  * lb_gained[env->idle] is updated (other is detach_tasks)
7294                  * so we can safely collect stats here rather than
7295                  * inside detach_tasks().
7296                  */
7297                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
7298                 return p;
7299         }
7300         return NULL;
7301 }
7302
7303 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
7304
7305 /*
7306  * detach_tasks() -- tries to detach up to imbalance weighted load from
7307  * busiest_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
7308  *
7309  * Returns number of detached tasks if successful and 0 otherwise.
7310  */
7311 static int detach_tasks(struct lb_env *env)
7312 {
7313         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
7314         struct task_struct *p;
7315         unsigned long load;
7316         int detached = 0;
7317
7318         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7319
7320         if (env->imbalance <= 0)
7321                 return 0;
7322
7323         while (!list_empty(tasks)) {
7324                 /*
7325                  * We don't want to steal all, otherwise we may be treated likewise,
7326                  * which could at worst lead to a livelock crash.
7327                  */
7328                 if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->src_rq->nr_running <= 1)
7329                         break;
7330
7331                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
7332
7333                 env->loop++;
7334                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
7335                 if (env->loop > env->loop_max)
7336                         break;
7337
7338                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
7339                 if (env->loop > env->loop_break) {
7340                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
7341                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
7342                         break;
7343                 }
7344
7345                 if (!can_migrate_task(p, env))
7346                         goto next;
7347
7348                 load = task_h_load(p);
7349
7350                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
7351                         goto next;
7352
7353                 if ((load / 2) > env->imbalance)
7354                         goto next;
7355
7356                 detach_task(p, env);
7357                 list_add(&p->se.group_node, &env->tasks);
7358
7359                 detached++;
7360                 env->imbalance -= load;
7361
7362 #ifdef CONFIG_PREEMPT
7363                 /*
7364                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
7365                  * kernels will stop after the first task is detached to minimize
7366                  * the critical section.
7367                  */
7368                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
7369                         break;
7370 #endif
7371
7372                 /*
7373                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
7374                  * weighted load.
7375                  */
7376                 if (env->imbalance <= 0)
7377                         break;
7378
7379                 continue;
7380 next:
7381                 list_move_tail(&p->se.group_node, tasks);
7382         }
7383
7384         /*
7385          * Right now, this is one of only two places we collect this stat
7386          * so we can safely collect detach_one_task() stats here rather
7387          * than inside detach_one_task().
7388          */
7389         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], detached);
7390
7391         return detached;
7392 }
7393
7394 /*
7395  * attach_task() -- attach the task detached by detach_task() to its new rq.
7396  */
7397 static void attach_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7398 {
7399         lockdep_assert_held(&rq->lock);
7400
7401         BUG_ON(task_rq(p) != rq);
7402         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
7403         activate_task(rq, p, 0);
7404         check_preempt_curr(rq, p, 0);
7405 }
7406
7407 /*
7408  * attach_one_task() -- attaches the task returned from detach_one_task() to
7409  * its new rq.
7410  */
7411 static void attach_one_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7412 {
7413         raw_spin_lock(&rq->lock);
7414         attach_task(rq, p);
7415         /*
7416          * We want to potentially raise target_cpu's OPP.
7417          */
7418         update_capacity_of(cpu_of(rq));
7419         raw_spin_unlock(&rq->lock);
7420 }
7421
7422 /*
7423  * attach_tasks() -- attaches all tasks detached by detach_tasks() to their
7424  * new rq.
7425  */
7426 static void attach_tasks(struct lb_env *env)
7427 {
7428         struct list_head *tasks = &env->tasks;
7429         struct task_struct *p;
7430
7431         raw_spin_lock(&env->dst_rq->lock);
7432
7433         while (!list_empty(tasks)) {
7434                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
7435                 list_del_init(&p->se.group_node);
7436
7437                 attach_task(env->dst_rq, p);
7438         }
7439
7440         /*
7441          * We want to potentially raise env.dst_cpu's OPP.
7442          */
7443         update_capacity_of(env->dst_cpu);
7444
7445         raw_spin_unlock(&env->dst_rq->lock);
7446 }
7447
7448 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7449 static void update_blocked_averages(int cpu)
7450 {
7451         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7452         struct cfs_rq *cfs_rq;
7453         unsigned long flags;
7454
7455         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7456         update_rq_clock(rq);
7457
7458         /*
7459          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
7460          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
7461          */
7462         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
7463                 /* throttled entities do not contribute to load */
7464                 if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
7465                         continue;
7466
7467                 if (update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_task(cfs_rq), cfs_rq,
7468                                            true))
7469                         update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
7470
7471                 /* Propagate pending load changes to the parent */
7472                 if (cfs_rq->tg->se[cpu])
7473                         update_load_avg(cfs_rq->tg->se[cpu], 0);
7474         }
7475         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7476 }
7477
7478 /*
7479  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
7480  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
7481  * group is a fraction of its parents load.
7482  */
7483 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
7484 {
7485         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
7486         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
7487         unsigned long now = jiffies;
7488         unsigned long load;
7489
7490         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
7491                 return;
7492
7493         cfs_rq->h_load_next = NULL;
7494         for_each_sched_entity(se) {
7495                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7496                 cfs_rq->h_load_next = se;
7497                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
7498                         break;
7499         }
7500
7501         if (!se) {
7502                 cfs_rq->h_load = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
7503                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
7504         }
7505
7506         while ((se = cfs_rq->h_load_next) != NULL) {
7507                 load = cfs_rq->h_load;
7508                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg,
7509                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
7510                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
7511                 cfs_rq->h_load = load;
7512                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
7513         }
7514 }
7515
7516 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
7517 {
7518         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
7519
7520         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
7521         return div64_ul(p->se.avg.load_avg * cfs_rq->h_load,
7522                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
7523 }
7524 #else
7525 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
7526 {
7527         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7528         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
7529         unsigned long flags;
7530
7531         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7532         update_rq_clock(rq);
7533         update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_task(cfs_rq), cfs_rq, true);
7534         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7535 }
7536
7537 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
7538 {
7539         return p->se.avg.load_avg;
7540 }
7541 #endif
7542
7543 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
7544
7545 /*
7546  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
7547  */
7548 struct sg_lb_stats {
7549         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
7550         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
7551         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
7552         unsigned long load_per_task;
7553         unsigned long group_capacity;
7554         unsigned long group_util; /* Total utilization of the group */
7555         unsigned int sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
7556         unsigned int idle_cpus;
7557         unsigned int group_weight;
7558         enum group_type group_type;
7559         int group_no_capacity;
7560         int group_misfit_task; /* A cpu has a task too big for its capacity */
7561 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7562         unsigned int nr_numa_running;
7563         unsigned int nr_preferred_running;
7564 #endif
7565 };
7566
7567 /*
7568  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
7569  *               during load balancing.
7570  */
7571 struct sd_lb_stats {
7572         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
7573         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
7574         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
7575         unsigned long total_capacity;   /* Total capacity of all groups in sd */
7576         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
7577
7578         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
7579         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
7580 };
7581
7582 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
7583 {
7584         /*
7585          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
7586          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
7587          * We must however clear busiest_stat::avg_load because
7588          * update_sd_pick_busiest() reads this before assignment.
7589          */
7590         *sds = (struct sd_lb_stats){
7591                 .busiest = NULL,
7592                 .local = NULL,
7593                 .total_load = 0UL,
7594                 .total_capacity = 0UL,
7595                 .busiest_stat = {
7596                         .avg_load = 0UL,
7597                         .sum_nr_running = 0,
7598                         .group_type = group_other,
7599                 },
7600         };
7601 }
7602
7603 /**
7604  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
7605  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
7606  * @idle: The idle status of the CPU for whose sd load_idx is obtained.
7607  *
7608  * Return: The load index.
7609  */
7610 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
7611                                         enum cpu_idle_type idle)
7612 {
7613         int load_idx;
7614
7615         switch (idle) {
7616         case CPU_NOT_IDLE:
7617                 load_idx = sd->busy_idx;
7618                 break;
7619
7620         case CPU_NEWLY_IDLE:
7621                 load_idx = sd->newidle_idx;
7622                 break;
7623         default:
7624                 load_idx = sd->idle_idx;
7625                 break;
7626         }
7627
7628         return load_idx;
7629 }
7630
7631 static unsigned long scale_rt_capacity(int cpu)
7632 {
7633         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7634         u64 total, used, age_stamp, avg;
7635         s64 delta;
7636
7637         /*
7638          * Since we're reading these variables without serialization make sure
7639          * we read them once before doing sanity checks on them.
7640          */
7641         age_stamp = READ_ONCE(rq->age_stamp);
7642         avg = READ_ONCE(rq->rt_avg);
7643         delta = __rq_clock_broken(rq) - age_stamp;
7644
7645         if (unlikely(delta < 0))
7646                 delta = 0;
7647
7648         total = sched_avg_period() + delta;
7649
7650         used = div_u64(avg, total);
7651
7652         /*
7653          * deadline bandwidth is defined at system level so we must
7654          * weight this bandwidth with the max capacity of the system.
7655          * As a reminder, avg_bw is 20bits width and
7656          * scale_cpu_capacity is 10 bits width
7657          */
7658         used += div_u64(rq->dl.avg_bw, arch_scale_cpu_capacity(NULL, cpu));
7659
7660         if (likely(used < SCHED_CAPACITY_SCALE))
7661                 return SCHED_CAPACITY_SCALE - used;
7662
7663         return 1;
7664 }
7665
7666 void init_max_cpu_capacity(struct max_cpu_capacity *mcc)
7667 {
7668         raw_spin_lock_init(&mcc->lock);
7669         mcc->val = 0;
7670         mcc->cpu = -1;
7671 }
7672
7673 static void update_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7674 {
7675         unsigned long capacity = arch_scale_cpu_capacity(sd, cpu);
7676         struct sched_group *sdg = sd->groups;
7677         struct max_cpu_capacity *mcc;
7678         unsigned long max_capacity;
7679         int max_cap_cpu;
7680         unsigned long flags;
7681
7682         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig = capacity;
7683
7684         mcc = &cpu_rq(cpu)->rd->max_cpu_capacity;
7685
7686         raw_spin_lock_irqsave(&mcc->lock, flags);
7687         max_capacity = mcc->val;
7688         max_cap_cpu = mcc->cpu;
7689
7690         if ((max_capacity > capacity && max_cap_cpu == cpu) ||
7691             (max_capacity < capacity)) {
7692                 mcc->val = capacity;
7693                 mcc->cpu = cpu;
7694 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
7695                 raw_spin_unlock_irqrestore(&mcc->lock, flags);
7696                 printk_deferred(KERN_INFO "CPU%d: update max cpu_capacity %lu\n",
7697                                 cpu, capacity);
7698                 goto skip_unlock;
7699 #endif
7700         }
7701         raw_spin_unlock_irqrestore(&mcc->lock, flags);
7702
7703 skip_unlock: __attribute__ ((unused));
7704         capacity *= scale_rt_capacity(cpu);
7705         capacity >>= SCHED_CAPACITY_SHIFT;
7706
7707         if (!capacity)
7708                 capacity = 1;
7709
7710         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity = capacity;
7711         sdg->sgc->capacity = capacity;
7712         sdg->sgc->max_capacity = capacity;
7713         sdg->sgc->min_capacity = capacity;
7714 }
7715
7716 void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7717 {
7718         struct sched_domain *child = sd->child;
7719         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
7720         unsigned long capacity, max_capacity, min_capacity;
7721         unsigned long interval;
7722
7723         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
7724         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
7725         sdg->sgc->next_update = jiffies + interval;
7726
7727         if (!child) {
7728                 update_cpu_capacity(sd, cpu);
7729                 return;
7730         }
7731
7732         capacity = 0;
7733         max_capacity = 0;
7734         min_capacity = ULONG_MAX;
7735
7736         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
7737                 /*
7738                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
7739                  * span the current group.
7740                  */
7741
7742                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg)) {
7743                         struct sched_group_capacity *sgc;
7744                         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7745
7746                         /*
7747                          * build_sched_domains() -> init_sched_groups_capacity()
7748                          * gets here before we've attached the domains to the
7749                          * runqueues.
7750                          *
7751                          * Use capacity_of(), which is set irrespective of domains
7752                          * in update_cpu_capacity().
7753                          *
7754                          * This avoids capacity from being 0 and
7755                          * causing divide-by-zero issues on boot.
7756                          */
7757                         if (unlikely(!rq->sd)) {
7758                                 capacity += capacity_of(cpu);
7759                         } else {
7760                                 sgc = rq->sd->groups->sgc;
7761                                 capacity += sgc->capacity;
7762                         }
7763
7764                         max_capacity = max(capacity, max_capacity);
7765                         min_capacity = min(capacity, min_capacity);
7766                 }
7767         } else  {
7768                 /*
7769                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
7770                  * span the current group.
7771                  */ 
7772
7773                 group = child->groups;
7774                 do {
7775                         struct sched_group_capacity *sgc = group->sgc;
7776
7777                         capacity += sgc->capacity;
7778                         max_capacity = max(sgc->max_capacity, max_capacity);
7779                         min_capacity = min(sgc->min_capacity, min_capacity);
7780                         group = group->next;
7781                 } while (group != child->groups);
7782         }
7783
7784         sdg->sgc->capacity = capacity;
7785         sdg->sgc->max_capacity = max_capacity;
7786         sdg->sgc->min_capacity = min_capacity;
7787 }
7788
7789 /*
7790  * Check whether the capacity of the rq has been noticeably reduced by side
7791  * activity. The imbalance_pct is used for the threshold.
7792  * Return true is the capacity is reduced
7793  */
7794 static inline int
7795 check_cpu_capacity(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
7796 {
7797         return ((rq->cpu_capacity * sd->imbalance_pct) <
7798                                 (rq->cpu_capacity_orig * 100));
7799 }
7800
7801 /*
7802  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
7803  * groups is inadequate due to tsk_cpus_allowed() constraints.
7804  *
7805  * Imagine a situation of two groups of 4 cpus each and 4 tasks each with a
7806  * cpumask covering 1 cpu of the first group and 3 cpus of the second group.
7807  * Something like:
7808  *
7809  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
7810  *              *     * * *
7811  *
7812  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
7813  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
7814  * cpu 3 and leave one of the cpus in the second group unused.
7815  *
7816  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
7817  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
7818  * moving tasks due to affinity constraints.
7819  *
7820  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
7821  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
7822  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
7823  * to create an effective group imbalance.
7824  *
7825  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
7826  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
7827  * subtle and fragile situation.
7828  */
7829
7830 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
7831 {
7832         return group->sgc->imbalance;
7833 }
7834
7835 /*
7836  * group_has_capacity returns true if the group has spare capacity that could
7837  * be used by some tasks.
7838  * We consider that a group has spare capacity if the  * number of task is
7839  * smaller than the number of CPUs or if the utilization is lower than the
7840  * available capacity for CFS tasks.
7841  * For the latter, we use a threshold to stabilize the state, to take into
7842  * account the variance of the tasks' load and to return true if the available
7843  * capacity in meaningful for the load balancer.
7844  * As an example, an available capacity of 1% can appear but it doesn't make
7845  * any benefit for the load balance.
7846  */
7847 static inline bool
7848 group_has_capacity(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
7849 {
7850         if (sgs->sum_nr_running < sgs->group_weight)
7851                 return true;
7852
7853         if ((sgs->group_capacity * 100) >
7854                         (sgs->group_util * env->sd->imbalance_pct))
7855                 return true;
7856
7857         return false;
7858 }
7859
7860 /*
7861  *  group_is_overloaded returns true if the group has more tasks than it can
7862  *  handle.
7863  *  group_is_overloaded is not equals to !group_has_capacity because a group
7864  *  with the exact right number of tasks, has no more spare capacity but is not
7865  *  overloaded so both group_has_capacity and group_is_overloaded return
7866  *  false.
7867  */
7868 static inline bool
7869 group_is_overloaded(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
7870 {
7871         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight)
7872                 return false;
7873
7874         if ((sgs->group_capacity * 100) <
7875                         (sgs->group_util * env->sd->imbalance_pct))
7876                 return true;
7877
7878         return false;
7879 }
7880
7881
7882 /*
7883  * group_smaller_cpu_capacity: Returns true if sched_group sg has smaller
7884  * per-cpu capacity than sched_group ref.
7885  */
7886 static inline bool
7887 group_smaller_cpu_capacity(struct sched_group *sg, struct sched_group *ref)
7888 {
7889         return sg->sgc->max_capacity + capacity_margin - SCHED_LOAD_SCALE <
7890                                                         ref->sgc->max_capacity;
7891 }
7892
7893 static inline enum
7894 group_type group_classify(struct sched_group *group,
7895                           struct sg_lb_stats *sgs)
7896 {
7897         if (sgs->group_no_capacity)
7898                 return group_overloaded;
7899
7900         if (sg_imbalanced(group))
7901                 return group_imbalanced;
7902
7903         if (sgs->group_misfit_task)
7904                 return group_misfit_task;
7905
7906         return group_other;
7907 }
7908
7909 /**
7910  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
7911  * @env: The load balancing environment.
7912  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
7913  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
7914  * @local_group: Does group contain this_cpu.
7915  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
7916  * @overload: Indicate more than one runnable task for any CPU.
7917  * @overutilized: Indicate overutilization for any CPU.
7918  */
7919 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
7920                         struct sched_group *group, int load_idx,
7921                         int local_group, struct sg_lb_stats *sgs,
7922                         bool *overload, bool *overutilized)
7923 {
7924         unsigned long load;
7925         int i, nr_running;
7926
7927         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
7928
7929         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
7930                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
7931
7932                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
7933                 if (local_group)
7934                         load = target_load(i, load_idx);
7935                 else
7936                         load = source_load(i, load_idx);
7937
7938                 sgs->group_load += load;
7939                 sgs->group_util += cpu_util(i);
7940                 sgs->sum_nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
7941
7942                 nr_running = rq->nr_running;
7943                 if (nr_running > 1)
7944                         *overload = true;
7945
7946 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7947                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
7948                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
7949 #endif
7950                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
7951                 /*
7952                  * No need to call idle_cpu() if nr_running is not 0
7953                  */
7954                 if (!nr_running && idle_cpu(i))
7955                         sgs->idle_cpus++;
7956
7957                 if (cpu_overutilized(i)) {
7958                         *overutilized = true;
7959                         if (!sgs->group_misfit_task && rq->misfit_task)
7960                                 sgs->group_misfit_task = capacity_of(i);
7961                 }
7962         }
7963
7964         /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
7965         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
7966         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_CAPACITY_SCALE) / sgs->group_capacity;
7967
7968         if (sgs->sum_nr_running)
7969                 sgs->load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
7970
7971         sgs->group_weight = group->group_weight;
7972
7973         sgs->group_no_capacity = group_is_overloaded(env, sgs);
7974         sgs->group_type = group_classify(group, sgs);
7975 }
7976
7977 /**
7978  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
7979  * @env: The load balancing environment.
7980  * @sds: sched_domain statistics
7981  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
7982  * @sgs: sched_group statistics
7983  *
7984  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
7985  * busiest group.
7986  *
7987  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
7988  * busiest group. %false otherwise.
7989  */
7990 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
7991                                    struct sd_lb_stats *sds,
7992                                    struct sched_group *sg,
7993                                    struct sg_lb_stats *sgs)
7994 {
7995         struct sg_lb_stats *busiest = &sds->busiest_stat;
7996
7997         if (sgs->group_type > busiest->group_type)
7998                 return true;
7999
8000         if (sgs->group_type < busiest->group_type)
8001                 return false;
8002
8003         /*
8004          * Candidate sg doesn't face any serious load-balance problems
8005          * so don't pick it if the local sg is already filled up.
8006          */
8007         if (sgs->group_type == group_other &&
8008             !group_has_capacity(env, &sds->local_stat))
8009                 return false;
8010
8011         if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
8012                 return false;
8013
8014         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY))
8015                 goto asym_packing;
8016
8017         /*
8018          * Candidate sg has no more than one task per CPU and
8019          * has higher per-CPU capacity. Migrating tasks to less
8020          * capable CPUs may harm throughput. Maximize throughput,
8021          * power/energy consequences are not considered.
8022          */
8023         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight &&
8024             group_smaller_cpu_capacity(sds->local, sg))
8025                 return false;
8026
8027 asym_packing:
8028         /* This is the busiest node in its class. */
8029         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
8030                 return true;
8031
8032         /*
8033          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
8034          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
8035          * higher than ourself as busy.
8036          */
8037         if (sgs->sum_nr_running && env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
8038                 if (!sds->busiest)
8039                         return true;
8040
8041                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
8042                         return true;
8043         }
8044
8045         return false;
8046 }
8047
8048 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8049 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
8050 {
8051         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_numa_running)
8052                 return regular;
8053         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
8054                 return remote;
8055         return all;
8056 }
8057
8058 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
8059 {
8060         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
8061                 return regular;
8062         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
8063                 return remote;
8064         return all;
8065 }
8066 #else
8067 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
8068 {
8069         return all;
8070 }
8071
8072 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
8073 {
8074         return regular;
8075 }
8076 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
8077
8078 #define lb_sd_parent(sd) \
8079         (sd->parent && sd->parent->groups != sd->parent->groups->next)
8080
8081 /**
8082  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
8083  * @env: The load balancing environment.
8084  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
8085  */
8086 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8087 {
8088         struct sched_domain *child = env->sd->child;
8089         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
8090         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
8091         int load_idx, prefer_sibling = 0;
8092         bool overload = false, overutilized = false;
8093
8094         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
8095                 prefer_sibling = 1;
8096
8097         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
8098
8099         do {
8100                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
8101                 int local_group;
8102
8103                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
8104                 if (local_group) {
8105                         sds->local = sg;
8106                         sgs = &sds->local_stat;
8107
8108                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
8109                             time_after_eq(jiffies, sg->sgc->next_update))
8110                                 update_group_capacity(env->sd, env->dst_cpu);
8111                 }
8112
8113                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, sgs,
8114                                                 &overload, &overutilized);
8115
8116                 if (local_group)
8117                         goto next_group;
8118
8119                 /*
8120                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
8121                  * first, lower the sg capacity so that we'll try
8122                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
8123                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
8124                  * these excess tasks. The extra check prevents the case where
8125                  * you always pull from the heaviest group when it is already
8126                  * under-utilized (possible with a large weight task outweighs
8127                  * the tasks on the system).
8128                  */
8129                 if (prefer_sibling && sds->local &&
8130                     group_has_capacity(env, &sds->local_stat) &&
8131                     (sgs->sum_nr_running > 1)) {
8132                         sgs->group_no_capacity = 1;
8133                         sgs->group_type = group_classify(sg, sgs);
8134                 }
8135
8136                 /*
8137                  * Ignore task groups with misfit tasks if local group has no
8138                  * capacity or if per-cpu capacity isn't higher.
8139                  */
8140                 if (sgs->group_type == group_misfit_task &&
8141                     (!group_has_capacity(env, &sds->local_stat) ||
8142                      !group_smaller_cpu_capacity(sg, sds->local)))
8143                         sgs->group_type = group_other;
8144
8145                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
8146                         sds->busiest = sg;
8147                         sds->busiest_stat = *sgs;
8148                 }
8149
8150 next_group:
8151                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
8152                 sds->total_load += sgs->group_load;
8153                 sds->total_capacity += sgs->group_capacity;
8154
8155                 sg = sg->next;
8156         } while (sg != env->sd->groups);
8157
8158         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
8159                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
8160
8161         env->src_grp_nr_running = sds->busiest_stat.sum_nr_running;
8162
8163         if (!lb_sd_parent(env->sd)) {
8164                 /* update overload indicator if we are at root domain */
8165                 if (env->dst_rq->rd->overload != overload)
8166                         env->dst_rq->rd->overload = overload;
8167
8168                 /* Update over-utilization (tipping point, U >= 0) indicator */
8169                 if (env->dst_rq->rd->overutilized != overutilized) {
8170                         env->dst_rq->rd->overutilized = overutilized;
8171                         trace_sched_overutilized(overutilized);
8172                 }
8173         } else {
8174                 if (!env->dst_rq->rd->overutilized && overutilized) {
8175                         env->dst_rq->rd->overutilized = true;
8176                         trace_sched_overutilized(true);
8177                 }
8178         }
8179
8180 }
8181
8182 /**
8183  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
8184  *                      sched doman.
8185  *
8186  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
8187  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
8188  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
8189  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
8190  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
8191  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
8192  *
8193  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
8194  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
8195  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
8196  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
8197  * number.
8198  *
8199  * Return: 1 when packing is required and a task should be moved to
8200  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
8201  *
8202  * @env: The load balancing environment.
8203  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
8204  */
8205 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8206 {
8207         int busiest_cpu;
8208
8209         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
8210                 return 0;
8211
8212         if (!sds->busiest)
8213                 return 0;
8214
8215         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
8216         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
8217                 return 0;
8218
8219         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
8220                 sds->busiest_stat.avg_load * sds->busiest_stat.group_capacity,
8221                 SCHED_CAPACITY_SCALE);
8222
8223         return 1;
8224 }
8225
8226 /**
8227  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
8228  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
8229  *                      load balancing.
8230  * @env: The load balancing environment.
8231  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
8232  */
8233 static inline
8234 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8235 {
8236         unsigned long tmp, capa_now = 0, capa_move = 0;
8237         unsigned int imbn = 2;
8238         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
8239         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
8240
8241         local = &sds->local_stat;
8242         busiest = &sds->busiest_stat;
8243
8244         if (!local->sum_nr_running)
8245                 local->load_per_task = cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
8246         else if (busiest->load_per_task > local->load_per_task)
8247                 imbn = 1;
8248
8249         scaled_busy_load_per_task =
8250                 (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8251                 busiest->group_capacity;
8252
8253         if (busiest->avg_load + scaled_busy_load_per_task >=
8254             local->avg_load + (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
8255                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
8256                 return;
8257         }
8258
8259         /*
8260          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
8261          * however we may be able to increase total CPU capacity used by
8262          * moving them.
8263          */
8264
8265         capa_now += busiest->group_capacity *
8266                         min(busiest->load_per_task, busiest->avg_load);
8267         capa_now += local->group_capacity *
8268                         min(local->load_per_task, local->avg_load);
8269         capa_now /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
8270
8271         /* Amount of load we'd subtract */
8272         if (busiest->avg_load > scaled_busy_load_per_task) {
8273                 capa_move += busiest->group_capacity *
8274                             min(busiest->load_per_task,
8275                                 busiest->avg_load - scaled_busy_load_per_task);
8276         }
8277
8278         /* Amount of load we'd add */
8279         if (busiest->avg_load * busiest->group_capacity <
8280             busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) {
8281                 tmp = (busiest->avg_load * busiest->group_capacity) /
8282                       local->group_capacity;
8283         } else {
8284                 tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8285                       local->group_capacity;
8286         }
8287         capa_move += local->group_capacity *
8288                     min(local->load_per_task, local->avg_load + tmp);
8289         capa_move /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
8290
8291         /* Move if we gain throughput */
8292         if (capa_move > capa_now)
8293                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
8294 }
8295
8296 /**
8297  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
8298  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
8299  * @env: load balance environment
8300  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
8301  */
8302 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8303 {
8304         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
8305         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
8306
8307         local = &sds->local_stat;
8308         busiest = &sds->busiest_stat;
8309
8310         if (busiest->group_type == group_imbalanced) {
8311                 /*
8312                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
8313                  * to ensure cpu-load equilibrium, look at wider averages. XXX
8314                  */
8315                 busiest->load_per_task =
8316                         min(busiest->load_per_task, sds->avg_load);
8317         }
8318
8319         /*
8320          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
8321          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
8322          * its cpu_capacity, while calculating max_load..)
8323          */
8324         if (busiest->avg_load <= sds->avg_load ||
8325             local->avg_load >= sds->avg_load) {
8326                 /* Misfitting tasks should be migrated in any case */
8327                 if (busiest->group_type == group_misfit_task) {
8328                         env->imbalance = busiest->group_misfit_task;
8329                         return;
8330                 }
8331
8332                 /*
8333                  * Busiest group is overloaded, local is not, use the spare
8334                  * cycles to maximize throughput
8335                  */
8336                 if (busiest->group_type == group_overloaded &&
8337                     local->group_type <= group_misfit_task) {
8338                         env->imbalance = busiest->load_per_task;
8339                         return;
8340                 }
8341
8342                 env->imbalance = 0;
8343                 return fix_small_imbalance(env, sds);
8344         }
8345
8346         /*
8347          * If there aren't any idle cpus, avoid creating some.
8348          */
8349         if (busiest->group_type == group_overloaded &&
8350             local->group_type   == group_overloaded) {
8351                 load_above_capacity = busiest->sum_nr_running *
8352                                         SCHED_LOAD_SCALE;
8353                 if (load_above_capacity > busiest->group_capacity)
8354                         load_above_capacity -= busiest->group_capacity;
8355                 else
8356                         load_above_capacity = ~0UL;
8357         }
8358
8359         /*
8360          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
8361          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
8362          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
8363          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
8364          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
8365          * for the minimum possible imbalance.
8366          */
8367         max_pull = min(busiest->avg_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
8368
8369         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
8370         env->imbalance = min(
8371                 max_pull * busiest->group_capacity,
8372                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_capacity
8373         ) / SCHED_CAPACITY_SCALE;
8374
8375         /* Boost imbalance to allow misfit task to be balanced. */
8376         if (busiest->group_type == group_misfit_task)
8377                 env->imbalance = max_t(long, env->imbalance,
8378                                      busiest->group_misfit_task);
8379
8380         /*
8381          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
8382          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
8383          * a think about bumping its value to force at least one task to be
8384          * moved
8385          */
8386         if (env->imbalance < busiest->load_per_task)
8387                 return fix_small_imbalance(env, sds);
8388 }
8389
8390 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
8391
8392 /**
8393  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
8394  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
8395  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
8396  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
8397  * such a group exists.
8398  *
8399  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
8400  * to restore balance.
8401  *
8402  * @env: The load balancing environment.
8403  *
8404  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
8405  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
8406  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
8407  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
8408  */
8409 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
8410 {
8411         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
8412         struct sd_lb_stats sds;
8413
8414         init_sd_lb_stats(&sds);
8415
8416         /*
8417          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
8418          * this level.
8419          */
8420         update_sd_lb_stats(env, &sds);
8421
8422         if (energy_aware() && !env->dst_rq->rd->overutilized)
8423                 goto out_balanced;
8424
8425         local = &sds.local_stat;
8426         busiest = &sds.busiest_stat;
8427
8428         /* ASYM feature bypasses nice load balance check */
8429         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
8430             check_asym_packing(env, &sds))
8431                 return sds.busiest;
8432
8433         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
8434         if (!sds.busiest || busiest->sum_nr_running == 0)
8435                 goto out_balanced;
8436
8437         sds.avg_load = (SCHED_CAPACITY_SCALE * sds.total_load)
8438                                                 / sds.total_capacity;
8439
8440         /*
8441          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
8442          * work because they assume all things are equal, which typically
8443          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
8444          */
8445         if (busiest->group_type == group_imbalanced)
8446                 goto force_balance;
8447
8448         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
8449         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && group_has_capacity(env, local) &&
8450             busiest->group_no_capacity)
8451                 goto force_balance;
8452
8453         /* Misfitting tasks should be dealt with regardless of the avg load */
8454         if (busiest->group_type == group_misfit_task) {
8455                 goto force_balance;
8456         }
8457
8458         /*
8459          * If the local group is busier than the selected busiest group
8460          * don't try and pull any tasks.
8461          */
8462         if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
8463                 goto out_balanced;
8464
8465         /*
8466          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
8467          * average load.
8468          */
8469         if (local->avg_load >= sds.avg_load)
8470                 goto out_balanced;
8471
8472         if (env->idle == CPU_IDLE) {
8473                 /*
8474                  * This cpu is idle. If the busiest group is not overloaded
8475                  * and there is no imbalance between this and busiest group
8476                  * wrt idle cpus, it is balanced. The imbalance becomes
8477                  * significant if the diff is greater than 1 otherwise we
8478                  * might end up to just move the imbalance on another group
8479                  */
8480                 if ((busiest->group_type != group_overloaded) &&
8481                     (local->idle_cpus <= (busiest->idle_cpus + 1)) &&
8482                     !group_smaller_cpu_capacity(sds.busiest, sds.local))
8483                         goto out_balanced;
8484         } else {
8485                 /*
8486                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
8487                  * imbalance_pct to be conservative.
8488                  */
8489                 if (100 * busiest->avg_load <=
8490                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
8491                         goto out_balanced;
8492         }
8493
8494 force_balance:
8495         env->busiest_group_type = busiest->group_type;
8496         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
8497         calculate_imbalance(env, &sds);
8498         return sds.busiest;
8499
8500 out_balanced:
8501         env->imbalance = 0;
8502         return NULL;
8503 }
8504
8505 /*
8506  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
8507  */
8508 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
8509                                      struct sched_group *group)
8510 {
8511         struct rq *busiest = NULL, *rq;
8512         unsigned long busiest_load = 0, busiest_capacity = 1;
8513         int i;
8514
8515         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
8516                 unsigned long capacity, wl;
8517                 enum fbq_type rt;
8518
8519                 rq = cpu_rq(i);
8520                 rt = fbq_classify_rq(rq);
8521
8522                 /*
8523                  * We classify groups/runqueues into three groups:
8524                  *  - regular: there are !numa tasks
8525                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
8526                  *  - all:     there is no distinction
8527                  *
8528                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
8529                  * ignore those when there's better options.
8530                  *
8531                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
8532                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
8533                  * queue by moving tasks around inside the node.
8534                  *
8535                  * If we cannot move enough load due to this classification
8536                  * the next pass will adjust the group classification and
8537                  * allow migration of more tasks.
8538                  *
8539                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
8540                  */
8541                 if (rt > env->fbq_type)
8542                         continue;
8543
8544                 capacity = capacity_of(i);
8545
8546                 wl = weighted_cpuload(i);
8547
8548                 /*
8549                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
8550                  * which is not scaled with the cpu capacity.
8551                  */
8552
8553                 if (rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance &&
8554                     !check_cpu_capacity(rq, env->sd) &&
8555                     env->busiest_group_type != group_misfit_task)
8556                         continue;
8557
8558                 /*
8559                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
8560                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu capacity, so
8561                  * that the load can be moved away from the cpu that is
8562                  * potentially running at a lower capacity.
8563                  *
8564                  * Thus we're looking for max(wl_i / capacity_i), crosswise
8565                  * multiplication to rid ourselves of the division works out
8566                  * to: wl_i * capacity_j > wl_j * capacity_i;  where j is
8567                  * our previous maximum.
8568                  */
8569                 if (wl * busiest_capacity > busiest_load * capacity) {
8570                         busiest_load = wl;
8571                         busiest_capacity = capacity;
8572                         busiest = rq;
8573                 }
8574         }
8575
8576         return busiest;
8577 }
8578
8579 /*
8580  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
8581  * so long as it is large enough.
8582  */
8583 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
8584
8585 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
8586 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
8587
8588 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
8589 {
8590         struct sched_domain *sd = env->sd;
8591
8592         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
8593
8594                 /*
8595                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
8596                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
8597                  * lowest numbered CPUs.
8598                  */
8599                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
8600                         return 1;
8601         }
8602
8603         /*
8604          * The dst_cpu is idle and the src_cpu CPU has only 1 CFS task.
8605          * It's worth migrating the task if the src_cpu's capacity is reduced
8606          * because of other sched_class or IRQs if more capacity stays
8607          * available on dst_cpu.
8608          */
8609         if ((env->idle != CPU_NOT_IDLE) &&
8610             (env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1)) {
8611                 if ((check_cpu_capacity(env->src_rq, sd)) &&
8612                     (capacity_of(env->src_cpu)*sd->imbalance_pct < capacity_of(env->dst_cpu)*100))
8613                         return 1;
8614         }
8615
8616         if ((capacity_of(env->src_cpu) < capacity_of(env->dst_cpu)) &&
8617                                 env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1 &&
8618                                 cpu_overutilized(env->src_cpu) &&
8619                                 !cpu_overutilized(env->dst_cpu)) {
8620                         return 1;
8621         }
8622
8623         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
8624 }
8625
8626 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
8627
8628 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
8629 {
8630         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
8631         struct cpumask *sg_cpus, *sg_mask;
8632         int cpu, balance_cpu = -1;
8633
8634         /*
8635          * In the newly idle case, we will allow all the cpu's
8636          * to do the newly idle load balance.
8637          */
8638         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
8639                 return 1;
8640
8641         sg_cpus = sched_group_cpus(sg);
8642         sg_mask = sched_group_mask(sg);
8643         /* Try to find first idle cpu */
8644         for_each_cpu_and(cpu, sg_cpus, env->cpus) {
8645                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, sg_mask) || !idle_cpu(cpu))
8646                         continue;
8647
8648                 balance_cpu = cpu;
8649                 break;
8650         }
8651
8652         if (balance_cpu == -1)
8653                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
8654
8655         /*
8656          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
8657          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
8658          */
8659         return balance_cpu == env->dst_cpu;
8660 }
8661
8662 /*
8663  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
8664  * tasks if there is an imbalance.
8665  */
8666 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
8667                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
8668                         int *continue_balancing)
8669 {
8670         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
8671         struct sched_domain *sd_parent = lb_sd_parent(sd) ? sd->parent : NULL;
8672         struct sched_group *group;
8673         struct rq *busiest;
8674         unsigned long flags;
8675         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(load_balance_mask);
8676
8677         struct lb_env env = {
8678                 .sd             = sd,
8679                 .dst_cpu        = this_cpu,
8680                 .dst_rq         = this_rq,
8681                 .dst_grpmask    = sched_group_cpus(sd->groups),
8682                 .idle           = idle,
8683                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
8684                 .cpus           = cpus,
8685                 .fbq_type       = all,
8686                 .tasks          = LIST_HEAD_INIT(env.tasks),
8687         };
8688
8689         /*
8690          * For NEWLY_IDLE load_balancing, we don't need to consider
8691          * other cpus in our group
8692          */
8693         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
8694                 env.dst_grpmask = NULL;
8695
8696         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
8697
8698         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
8699
8700 redo:
8701         if (!should_we_balance(&env)) {
8702                 *continue_balancing = 0;
8703                 goto out_balanced;
8704         }
8705
8706         group = find_busiest_group(&env);
8707         if (!group) {
8708                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
8709                 goto out_balanced;
8710         }
8711
8712         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
8713         if (!busiest) {
8714                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
8715                 goto out_balanced;
8716         }
8717
8718         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
8719
8720         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
8721
8722         env.src_cpu = busiest->cpu;
8723         env.src_rq = busiest;
8724
8725         ld_moved = 0;
8726         if (busiest->nr_running > 1) {
8727                 /*
8728                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
8729                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
8730                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
8731                  * correctly treated as an imbalance.
8732                  */
8733                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
8734                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
8735
8736 more_balance:
8737                 raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
8738
8739                 /*
8740                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
8741                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
8742                  */
8743                 cur_ld_moved = detach_tasks(&env);
8744                 /*
8745                  * We want to potentially lower env.src_cpu's OPP.
8746                  */
8747                 if (cur_ld_moved)
8748                         update_capacity_of(env.src_cpu);
8749
8750                 /*
8751                  * We've detached some tasks from busiest_rq. Every
8752                  * task is masked "TASK_ON_RQ_MIGRATING", so we can safely
8753                  * unlock busiest->lock, and we are able to be sure
8754                  * that nobody can manipulate the tasks in parallel.
8755                  * See task_rq_lock() family for the details.
8756                  */
8757
8758                 raw_spin_unlock(&busiest->lock);
8759
8760                 if (cur_ld_moved) {
8761                         attach_tasks(&env);
8762                         ld_moved += cur_ld_moved;
8763                 }
8764
8765                 local_irq_restore(flags);
8766
8767                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
8768                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
8769                         goto more_balance;
8770                 }
8771
8772                 /*
8773                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
8774                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
8775                  * where they can run. The upper limit on how many times we
8776                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
8777                  * sched_group.
8778                  *
8779                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
8780                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
8781                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
8782                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
8783                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
8784                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
8785                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
8786                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
8787                  * This however should not happen so much in practice and
8788                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
8789                  * excess load moved.
8790                  */
8791                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
8792
8793                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
8794                         cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
8795
8796                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
8797                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
8798                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
8799                         env.loop         = 0;
8800                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
8801
8802                         /*
8803                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
8804                          * need to continue with same src_cpu.
8805                          */
8806                         goto more_balance;
8807                 }
8808
8809                 /*
8810                  * We failed to reach balance because of affinity.
8811                  */
8812                 if (sd_parent) {
8813                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
8814
8815                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0)
8816                                 *group_imbalance = 1;
8817                 }
8818
8819                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
8820                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
8821                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
8822                         if (!cpumask_empty(cpus)) {
8823                                 env.loop = 0;
8824                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
8825                                 goto redo;
8826                         }
8827                         goto out_all_pinned;
8828                 }
8829         }
8830
8831         if (!ld_moved) {
8832                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
8833                 /*
8834                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
8835                  * We do not want newidle balance, which can be very
8836                  * frequent, pollute the failure counter causing
8837                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
8838                  */
8839                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
8840                         if (env.src_grp_nr_running > 1)
8841                                 sd->nr_balance_failed++;
8842
8843                 if (need_active_balance(&env)) {
8844                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
8845
8846                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
8847                          * if the curr task on busiest cpu can't be
8848                          * moved to this_cpu
8849                          */
8850                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
8851                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
8852                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
8853                                                             flags);
8854                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
8855                                 goto out_one_pinned;
8856                         }
8857
8858                         /*
8859                          * ->active_balance synchronizes accesses to
8860                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
8861                          * only after active load balance is finished.
8862                          */
8863                         if (!busiest->active_balance) {
8864                                 busiest->active_balance = 1;
8865                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
8866                                 active_balance = 1;
8867                         }
8868                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
8869
8870                         if (active_balance) {
8871                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
8872                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
8873                                         &busiest->active_balance_work);
8874                         }
8875
8876                         /*
8877                          * We've kicked active balancing, reset the failure
8878                          * counter.
8879                          */
8880                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
8881                 }
8882         } else
8883                 sd->nr_balance_failed = 0;
8884
8885         if (likely(!active_balance)) {
8886                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
8887                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
8888         } else {
8889                 /*
8890                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
8891                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
8892                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
8893                  * detach_tasks).
8894                  */
8895                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
8896                         sd->balance_interval *= 2;
8897         }
8898
8899         goto out;
8900
8901 out_balanced:
8902         /*
8903          * We reach balance although we may have faced some affinity
8904          * constraints. Clear the imbalance flag if it was set.
8905          */
8906         if (sd_parent) {
8907                 int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
8908
8909                 if (*group_imbalance)
8910                         *group_imbalance = 0;
8911         }
8912
8913 out_all_pinned:
8914         /*
8915          * We reach balance because all tasks are pinned at this level so
8916          * we can't migrate them. Let the imbalance flag set so parent level
8917          * can try to migrate them.
8918          */
8919         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
8920
8921         sd->nr_balance_failed = 0;
8922
8923 out_one_pinned:
8924         /* tune up the balancing interval */
8925         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
8926                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
8927                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
8928                 sd->balance_interval *= 2;
8929
8930         ld_moved = 0;
8931 out:
8932         return ld_moved;
8933 }
8934
8935 static inline unsigned long
8936 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
8937 {
8938         unsigned long interval = sd->balance_interval;
8939
8940         if (cpu_busy)
8941                 interval *= sd->busy_factor;
8942
8943         /* scale ms to jiffies */
8944         interval = msecs_to_jiffies(interval);
8945         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
8946
8947         return interval;
8948 }
8949
8950 static inline void
8951 update_next_balance(struct sched_domain *sd, int cpu_busy, unsigned long *next_balance)
8952 {
8953         unsigned long interval, next;
8954
8955         interval = get_sd_balance_interval(sd, cpu_busy);
8956         next = sd->last_balance + interval;
8957
8958         if (time_after(*next_balance, next))
8959                 *next_balance = next;
8960 }
8961
8962 /*
8963  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
8964  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
8965  */
8966 static int idle_balance(struct rq *this_rq)
8967 {
8968         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
8969         int this_cpu = this_rq->cpu;
8970         struct sched_domain *sd;
8971         int pulled_task = 0;
8972         u64 curr_cost = 0;
8973         long removed_util=0;
8974
8975         idle_enter_fair(this_rq);
8976
8977         /*
8978          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
8979          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
8980          */
8981         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
8982
8983         if (!energy_aware() &&
8984             (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost ||
8985              !this_rq->rd->overload)) {
8986                 rcu_read_lock();
8987                 sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
8988                 if (sd)
8989                         update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
8990                 rcu_read_unlock();
8991
8992                 goto out;
8993         }
8994
8995         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
8996
8997         /*
8998          * If removed_util_avg is !0 we most probably migrated some task away
8999          * from this_cpu. In this case we might be willing to trigger an OPP
9000          * update, but we want to do so if we don't find anybody else to pull
9001          * here (we will trigger an OPP update with the pulled task's enqueue
9002          * anyway).
9003          *
9004          * Record removed_util before calling update_blocked_averages, and use
9005          * it below (before returning) to see if an OPP update is required.
9006          */
9007         removed_util = atomic_long_read(&(this_rq->cfs).removed_util_avg);
9008         update_blocked_averages(this_cpu);
9009         rcu_read_lock();
9010         for_each_domain(this_cpu, sd) {
9011                 int continue_balancing = 1;
9012                 u64 t0, domain_cost;
9013
9014                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
9015                         continue;
9016
9017                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost) {
9018                         update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
9019                         break;
9020                 }
9021
9022                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
9023                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
9024
9025                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
9026                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
9027                                                    &continue_balancing);
9028
9029                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
9030                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
9031                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
9032
9033                         curr_cost += domain_cost;
9034                 }
9035
9036                 update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
9037
9038                 /*
9039                  * Stop searching for tasks to pull if there are
9040                  * now runnable tasks on this rq.
9041                  */
9042                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0)
9043                         break;
9044         }
9045         rcu_read_unlock();
9046
9047         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
9048
9049         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
9050                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
9051
9052         /*
9053          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
9054          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
9055          * pretend we pulled a task.
9056          */
9057         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
9058                 pulled_task = 1;
9059
9060 out:
9061         /* Move the next balance forward */
9062         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
9063                 this_rq->next_balance = next_balance;
9064
9065         /* Is there a task of a high priority class? */
9066         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
9067                 pulled_task = -1;
9068
9069         if (pulled_task) {
9070                 idle_exit_fair(this_rq);
9071                 this_rq->idle_stamp = 0;
9072         } else if (removed_util) {
9073                 /*
9074                  * No task pulled and someone has been migrated away.
9075                  * Good case to trigger an OPP update.
9076                  */
9077                 update_capacity_of(this_cpu);
9078         }
9079
9080         return pulled_task;
9081 }
9082
9083 /*
9084  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
9085  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
9086  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
9087  * avoids physical / logical imbalances.
9088  */
9089 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
9090 {
9091         struct rq *busiest_rq = data;
9092         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
9093         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
9094         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
9095         struct sched_domain *sd;
9096         struct task_struct *p = NULL;
9097
9098         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
9099
9100         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
9101         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
9102                      !busiest_rq->active_balance))
9103                 goto out_unlock;
9104
9105         /* Is there any task to move? */
9106         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
9107                 goto out_unlock;
9108
9109         /*
9110          * This condition is "impossible", if it occurs
9111          * we need to fix it. Originally reported by
9112          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
9113          */
9114         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
9115
9116         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
9117         rcu_read_lock();
9118         for_each_domain(target_cpu, sd) {
9119                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
9120                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
9121                                 break;
9122         }
9123
9124         if (likely(sd)) {
9125                 struct lb_env env = {
9126                         .sd             = sd,
9127                         .dst_cpu        = target_cpu,
9128                         .dst_rq         = target_rq,
9129                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
9130                         .src_rq         = busiest_rq,
9131                         .idle           = CPU_IDLE,
9132                 };
9133
9134                 schedstat_inc(sd, alb_count);
9135
9136                 p = detach_one_task(&env);
9137                 if (p) {
9138                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
9139                         /*
9140                          * We want to potentially lower env.src_cpu's OPP.
9141                          */
9142                         update_capacity_of(env.src_cpu);
9143                 }
9144                 else
9145                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
9146         }
9147         rcu_read_unlock();
9148 out_unlock:
9149         busiest_rq->active_balance = 0;
9150         raw_spin_unlock(&busiest_rq->lock);
9151
9152         if (p)
9153                 attach_one_task(target_rq, p);
9154
9155         local_irq_enable();
9156
9157         return 0;
9158 }
9159
9160 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
9161 {
9162         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
9163 }
9164
9165 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9166 /*
9167  * idle load balancing details
9168  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
9169  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
9170  *   load balancing for all the idle CPUs.
9171  */
9172 static struct {
9173         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
9174         atomic_t nr_cpus;
9175         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
9176 } nohz ____cacheline_aligned;
9177
9178 static inline int find_new_ilb(void)
9179 {
9180         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
9181
9182         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
9183                 return ilb;
9184
9185         return nr_cpu_ids;
9186 }
9187
9188 /*
9189  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
9190  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
9191  * CPU (if there is one).
9192  */
9193 static void nohz_balancer_kick(void)
9194 {
9195         int ilb_cpu;
9196
9197         nohz.next_balance++;
9198
9199         ilb_cpu = find_new_ilb();
9200
9201         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
9202                 return;
9203
9204         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
9205                 return;
9206         /*
9207          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
9208          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
9209          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
9210          * will be run before returning from the IPI.
9211          */
9212         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
9213         return;
9214 }
9215
9216 static inline void nohz_balance_exit_idle(int cpu)
9217 {
9218         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
9219                 /*
9220                  * Completely isolated CPUs don't ever set, so we must test.
9221                  */
9222                 if (likely(cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))) {
9223                         cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
9224                         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
9225                 }
9226                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
9227         }
9228 }
9229
9230 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
9231 {
9232         struct sched_domain *sd;
9233         int cpu = smp_processor_id();
9234
9235         rcu_read_lock();
9236         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
9237
9238         if (!sd || !sd->nohz_idle)
9239                 goto unlock;
9240         sd->nohz_idle = 0;
9241
9242         atomic_inc(&sd->groups->sgc->nr_busy_cpus);
9243 unlock:
9244         rcu_read_unlock();
9245 }
9246
9247 void set_cpu_sd_state_idle(void)
9248 {
9249         struct sched_domain *sd;
9250         int cpu = smp_processor_id();
9251
9252         rcu_read_lock();
9253         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
9254
9255         if (!sd || sd->nohz_idle)
9256                 goto unlock;
9257         sd->nohz_idle = 1;
9258
9259         atomic_dec(&sd->groups->sgc->nr_busy_cpus);
9260 unlock:
9261         rcu_read_unlock();
9262 }
9263
9264 /*
9265  * This routine will record that the cpu is going idle with tick stopped.
9266  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
9267  */
9268 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
9269 {
9270         /*
9271          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
9272          */
9273         if (!cpu_active(cpu))
9274                 return;
9275
9276         if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
9277                 return;
9278
9279         /*
9280          * If we're a completely isolated CPU, we don't play.
9281          */
9282         if (on_null_domain(cpu_rq(cpu)))
9283                 return;
9284
9285         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
9286         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
9287         set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
9288 }
9289
9290 static int sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
9291                                         unsigned long action, void *hcpu)
9292 {
9293         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
9294         case CPU_DYING:
9295                 nohz_balance_exit_idle(smp_processor_id());
9296                 return NOTIFY_OK;
9297         default:
9298                 return NOTIFY_DONE;
9299         }
9300 }
9301 #endif
9302
9303 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
9304
9305 /*
9306  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
9307  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
9308  */
9309 void update_max_interval(void)
9310 {
9311         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
9312 }
9313
9314 /*
9315  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
9316  * and initiates a balancing operation if so.
9317  *
9318  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
9319  */
9320 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
9321 {
9322         int continue_balancing = 1;
9323         int cpu = rq->cpu;
9324         unsigned long interval;
9325         struct sched_domain *sd;
9326         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
9327         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
9328         int update_next_balance = 0;
9329         int need_serialize, need_decay = 0;
9330         u64 max_cost = 0;
9331
9332         update_blocked_averages(cpu);
9333
9334         rcu_read_lock();
9335         for_each_domain(cpu, sd) {
9336                 /*
9337                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
9338                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
9339                  */
9340                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
9341                         sd->max_newidle_lb_cost =
9342                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
9343                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
9344                         need_decay = 1;
9345                 }
9346                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
9347
9348                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
9349                         continue;
9350
9351                 /*
9352                  * Stop the load balance at this level. There is another
9353                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
9354                  * actively.
9355                  */
9356                 if (!continue_balancing) {
9357                         if (need_decay)
9358                                 continue;
9359                         break;
9360                 }
9361
9362                 interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
9363
9364                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
9365                 if (need_serialize) {
9366                         if (!spin_trylock(&balancing))
9367                                 goto out;
9368                 }
9369
9370                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
9371                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
9372                                 /*
9373                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
9374                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
9375                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
9376                                  */
9377                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
9378                         }
9379                         sd->last_balance = jiffies;
9380                         interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
9381                 }
9382                 if (need_serialize)
9383                         spin_unlock(&balancing);
9384 out:
9385                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
9386                         next_balance = sd->last_balance + interval;
9387                         update_next_balance = 1;
9388                 }
9389         }
9390         if (need_decay) {
9391                 /*
9392                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
9393                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
9394                  */
9395                 rq->max_idle_balance_cost =
9396                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
9397         }
9398         rcu_read_unlock();
9399
9400         /*
9401          * next_balance will be updated only when there is a need.
9402          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
9403          * updated.
9404          */
9405         if (likely(update_next_balance)) {
9406                 rq->next_balance = next_balance;
9407
9408 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9409                 /*
9410                  * If this CPU has been elected to perform the nohz idle
9411                  * balance. Other idle CPUs have already rebalanced with
9412                  * nohz_idle_balance() and nohz.next_balance has been
9413                  * updated accordingly. This CPU is now running the idle load
9414                  * balance for itself and we need to update the
9415                  * nohz.next_balance accordingly.
9416                  */
9417                 if ((idle == CPU_IDLE) && time_after(nohz.next_balance, rq->next_balance))
9418                         nohz.next_balance = rq->next_balance;
9419 #endif
9420         }
9421 }
9422
9423 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9424 /*
9425  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
9426  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
9427  */
9428 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
9429 {
9430         int this_cpu = this_rq->cpu;
9431         struct rq *rq;
9432         int balance_cpu;
9433         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
9434         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
9435         int update_next_balance = 0;
9436
9437         if (idle != CPU_IDLE ||
9438             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
9439                 goto end;
9440
9441         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
9442                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
9443                         continue;
9444
9445                 /*
9446                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
9447                  * work being done for other cpus. Next load
9448                  * balancing owner will pick it up.
9449                  */
9450                 if (need_resched())
9451                         break;
9452
9453                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
9454
9455                 /*
9456                  * If time for next balance is due,
9457                  * do the balance.
9458                  */
9459                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
9460                         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
9461                         update_rq_clock(rq);
9462                         update_idle_cpu_load(rq);
9463                         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
9464                         rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
9465                 }
9466
9467                 if (time_after(next_balance, rq->next_balance)) {
9468                         next_balance = rq->next_balance;
9469                         update_next_balance = 1;
9470                 }
9471         }
9472
9473         /*
9474          * next_balance will be updated only when there is a need.
9475          * When the CPU is attached to null domain for ex, it will not be
9476          * updated.
9477          */
9478         if (likely(update_next_balance))
9479                 nohz.next_balance = next_balance;
9480 end:
9481         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
9482 }
9483
9484 /*
9485  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
9486  * of an idle cpu in the system.
9487  *   - This rq has more than one task.
9488  *   - This rq has at least one CFS task and the capacity of the CPU is
9489  *     significantly reduced because of RT tasks or IRQs.
9490  *   - At parent of LLC scheduler domain level, this cpu's scheduler group has
9491  *     multiple busy cpu.
9492  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
9493  *     domain span are idle.
9494  */
9495 static inline bool nohz_kick_needed(struct rq *rq)
9496 {
9497         unsigned long now = jiffies;
9498         struct sched_domain *sd;
9499         struct sched_group_capacity *sgc;
9500         int nr_busy, cpu = rq->cpu;
9501         bool kick = false;
9502
9503         if (unlikely(rq->idle_balance))
9504                 return false;
9505
9506        /*
9507         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
9508         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
9509         */
9510         set_cpu_sd_state_busy();
9511         nohz_balance_exit_idle(cpu);
9512
9513         /*
9514          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
9515          * balancing.
9516          */
9517         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
9518                 return false;
9519
9520         if (time_before(now, nohz.next_balance))
9521                 return false;
9522
9523         if (rq->nr_running >= 2 &&
9524             (!energy_aware() || cpu_overutilized(cpu)))
9525                 return true;
9526
9527         rcu_read_lock();
9528         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
9529         if (sd && !energy_aware()) {
9530                 sgc = sd->groups->sgc;
9531                 nr_busy = atomic_read(&sgc->nr_busy_cpus);
9532
9533                 if (nr_busy > 1) {
9534                         kick = true;
9535                         goto unlock;
9536                 }
9537
9538         }
9539
9540         sd = rcu_dereference(rq->sd);
9541         if (sd) {
9542                 if ((rq->cfs.h_nr_running >= 1) &&
9543                                 check_cpu_capacity(rq, sd)) {
9544                         kick = true;
9545                         goto unlock;
9546                 }
9547         }
9548
9549         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym, cpu));
9550         if (sd && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
9551                                   sched_domain_span(sd)) < cpu)) {
9552                 kick = true;
9553                 goto unlock;
9554         }
9555
9556 unlock:
9557         rcu_read_unlock();
9558         return kick;
9559 }
9560 #else
9561 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle) { }
9562 #endif
9563
9564 /*
9565  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
9566  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
9567  */
9568 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
9569 {
9570         struct rq *this_rq = this_rq();
9571         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
9572                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
9573
9574         /*
9575          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
9576          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
9577          * stopped. Do nohz_idle_balance *before* rebalance_domains to
9578          * give the idle cpus a chance to load balance. Else we may
9579          * load balance only within the local sched_domain hierarchy
9580          * and abort nohz_idle_balance altogether if we pull some load.
9581          */
9582         nohz_idle_balance(this_rq, idle);
9583         rebalance_domains(this_rq, idle);
9584 }
9585
9586 /*
9587  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
9588  */
9589 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
9590 {
9591         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
9592         if (unlikely(on_null_domain(rq)))
9593                 return;
9594
9595         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
9596                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
9597 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9598         if (nohz_kick_needed(rq))
9599                 nohz_balancer_kick();
9600 #endif
9601 }
9602
9603 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
9604 {
9605         update_sysctl();
9606
9607         update_runtime_enabled(rq);
9608 }
9609
9610 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
9611 {
9612         update_sysctl();
9613
9614         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
9615         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
9616 }
9617
9618 #endif /* CONFIG_SMP */
9619
9620 /*
9621  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
9622  */
9623 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
9624 {
9625         struct cfs_rq *cfs_rq;
9626         struct sched_entity *se = &curr->se;
9627
9628         for_each_sched_entity(se) {
9629                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9630                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
9631         }
9632
9633         if (static_branch_unlikely(&sched_numa_balancing))
9634                 task_tick_numa(rq, curr);
9635
9636 #ifdef CONFIG_SMP
9637         if (!rq->rd->overutilized && cpu_overutilized(task_cpu(curr))) {
9638                 rq->rd->overutilized = true;
9639                 trace_sched_overutilized(true);
9640         }
9641
9642         rq->misfit_task = !task_fits_max(curr, rq->cpu);
9643 #endif
9644
9645 }
9646
9647 /*
9648  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
9649  *  - child not yet on the tasklist
9650  *  - preemption disabled
9651  */
9652 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
9653 {
9654         struct cfs_rq *cfs_rq;
9655         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
9656         int this_cpu = smp_processor_id();
9657         struct rq *rq = this_rq();
9658         unsigned long flags;
9659
9660         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
9661
9662         update_rq_clock(rq);
9663
9664         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
9665         curr = cfs_rq->curr;
9666
9667         /*
9668          * Not only the cpu but also the task_group of the parent might have
9669          * been changed after parent->se.parent,cfs_rq were copied to
9670          * child->se.parent,cfs_rq. So call __set_task_cpu() to make those
9671          * of child point to valid ones.
9672          */
9673         rcu_read_lock();
9674         __set_task_cpu(p, this_cpu);
9675         rcu_read_unlock();
9676
9677         update_curr(cfs_rq);
9678
9679         if (curr)
9680                 se->vruntime = curr->vruntime;
9681         place_entity(cfs_rq, se, 1);
9682
9683         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
9684                 /*
9685                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
9686                  * 'current' within the tree based on its new key value.
9687                  */
9688                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
9689                 resched_curr(rq);
9690         }
9691
9692         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
9693
9694         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
9695 }
9696
9697 /*
9698  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
9699  * the current task.
9700  */
9701 static void
9702 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
9703 {
9704         if (!task_on_rq_queued(p))
9705                 return;
9706
9707         /*
9708          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
9709          * our priority decreased, or if we are not currently running on
9710          * this runqueue and our priority is higher than the current's
9711          */
9712         if (rq->curr == p) {
9713                 if (p->prio > oldprio)
9714                         resched_curr(rq);
9715         } else
9716                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
9717 }
9718
9719 static inline bool vruntime_normalized(struct task_struct *p)
9720 {
9721         struct sched_entity *se = &p->se;
9722
9723         /*
9724          * In both the TASK_ON_RQ_QUEUED and TASK_ON_RQ_MIGRATING cases,
9725          * the dequeue_entity(.flags=0) will already have normalized the
9726          * vruntime.
9727          */
9728         if (p->on_rq)
9729                 return true;
9730
9731         /*
9732          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
9733          * But there are some cases where it has already been normalized:
9734          *
9735          * - A forked child which is waiting for being woken up by
9736          *   wake_up_new_task().
9737          * - A task which has been woken up by try_to_wake_up() and
9738          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
9739          */
9740         if (!se->sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING)
9741                 return true;
9742
9743         return false;
9744 }
9745
9746 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9747 /*
9748  * Propagate the changes of the sched_entity across the tg tree to make it
9749  * visible to the root
9750  */
9751 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
9752 {
9753         struct cfs_rq *cfs_rq;
9754
9755         /* Start to propagate at parent */
9756         se = se->parent;
9757
9758         for_each_sched_entity(se) {
9759                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9760
9761                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
9762                         break;
9763
9764                 update_load_avg(se, UPDATE_TG);
9765         }
9766 }
9767 #else
9768 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se) { }
9769 #endif
9770
9771 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
9772 {
9773         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9774
9775         /* Catch up with the cfs_rq and remove our load when we leave */
9776         update_load_avg(se, 0);
9777         detach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
9778         update_tg_load_avg(cfs_rq, false);
9779         propagate_entity_cfs_rq(se);
9780 }
9781
9782 static void attach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
9783 {
9784         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9785
9786 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9787         /*
9788          * Since the real-depth could have been changed (only FAIR
9789          * class maintain depth value), reset depth properly.
9790          */
9791         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
9792 #endif
9793
9794         /* Synchronize entity with its cfs_rq */
9795         update_load_avg(se, sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD) ? 0 : SKIP_AGE_LOAD);
9796         attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
9797         update_tg_load_avg(cfs_rq, false);
9798         propagate_entity_cfs_rq(se);
9799 }
9800
9801 static void detach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
9802 {
9803         struct sched_entity *se = &p->se;
9804         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9805
9806         if (!vruntime_normalized(p)) {
9807                 /*
9808                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
9809                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
9810                  */
9811                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
9812                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
9813         }
9814
9815         detach_entity_cfs_rq(se);
9816 }
9817
9818 static void attach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
9819 {
9820         struct sched_entity *se = &p->se;
9821         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9822
9823         attach_entity_cfs_rq(se);
9824
9825         if (!vruntime_normalized(p))
9826                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
9827 }
9828
9829 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
9830 {
9831         detach_task_cfs_rq(p);
9832 }
9833
9834 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
9835 {
9836         attach_task_cfs_rq(p);
9837
9838         if (task_on_rq_queued(p)) {
9839                 /*
9840                  * We were most likely switched from sched_rt, so
9841                  * kick off the schedule if running, otherwise just see
9842                  * if we can still preempt the current task.
9843                  */
9844                 if (rq->curr == p)
9845                         resched_curr(rq);
9846                 else
9847                         check_preempt_curr(rq, p, 0);
9848         }
9849 }
9850
9851 /* Account for a task changing its policy or group.
9852  *
9853  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
9854  * migrates between groups/classes.
9855  */
9856 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
9857 {
9858         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
9859
9860         for_each_sched_entity(se) {
9861                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9862
9863                 set_next_entity(cfs_rq, se);
9864                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
9865                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
9866         }
9867 }
9868
9869 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
9870 {
9871         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
9872         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
9873 #ifndef CONFIG_64BIT
9874         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
9875 #endif
9876 #ifdef CONFIG_SMP
9877 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9878         cfs_rq->propagate_avg = 0;
9879 #endif
9880         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_load_avg, 0);
9881         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_util_avg, 0);
9882 #endif
9883 }
9884
9885 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9886 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p)
9887 {
9888         detach_task_cfs_rq(p);
9889         set_task_rq(p, task_cpu(p));
9890
9891 #ifdef CONFIG_SMP
9892         /* Tell se's cfs_rq has been changed -- migrated */
9893         p->se.avg.last_update_time = 0;
9894 #endif
9895         attach_task_cfs_rq(p);
9896 }
9897
9898 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
9899 {
9900         int i;
9901
9902         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
9903
9904         for_each_possible_cpu(i) {
9905                 if (tg->cfs_rq)
9906                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
9907                 if (tg->se) {
9908                         if (tg->se[i])
9909                                 remove_entity_load_avg(tg->se[i]);
9910                         kfree(tg->se[i]);
9911                 }
9912         }
9913
9914         kfree(tg->cfs_rq);
9915         kfree(tg->se);
9916 }
9917
9918 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
9919 {
9920         struct sched_entity *se;
9921         struct cfs_rq *cfs_rq;
9922         struct rq *rq;
9923         int i;
9924
9925         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
9926         if (!tg->cfs_rq)
9927                 goto err;
9928         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
9929         if (!tg->se)
9930                 goto err;
9931
9932         tg->shares = NICE_0_LOAD;
9933
9934         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
9935
9936         for_each_possible_cpu(i) {
9937                 rq = cpu_rq(i);
9938
9939                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
9940                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9941                 if (!cfs_rq)
9942                         goto err;
9943
9944                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
9945                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9946                 if (!se)
9947                         goto err_free_rq;
9948
9949                 init_cfs_rq(cfs_rq);
9950                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
9951                 init_entity_runnable_average(se);
9952
9953                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
9954                 post_init_entity_util_avg(se);
9955                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
9956         }
9957
9958         return 1;
9959
9960 err_free_rq:
9961         kfree(cfs_rq);
9962 err:
9963         return 0;
9964 }
9965
9966 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
9967 {
9968         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9969         unsigned long flags;
9970
9971         /*
9972         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
9973         * check on_list without danger of it being re-added.
9974         */
9975         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
9976                 return;
9977
9978         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
9979         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
9980         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
9981 }
9982
9983 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
9984                         struct sched_entity *se, int cpu,
9985                         struct sched_entity *parent)
9986 {
9987         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9988
9989         cfs_rq->tg = tg;
9990         cfs_rq->rq = rq;
9991         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
9992
9993         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
9994         tg->se[cpu] = se;
9995
9996         /* se could be NULL for root_task_group */
9997         if (!se)
9998                 return;
9999
10000         if (!parent) {
10001                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
10002                 se->depth = 0;
10003         } else {
10004                 se->cfs_rq = parent->my_q;
10005                 se->depth = parent->depth + 1;
10006         }
10007
10008         se->my_q = cfs_rq;
10009         /* guarantee group entities always have weight */
10010         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
10011         se->parent = parent;
10012 }
10013
10014 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
10015
10016 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
10017 {
10018         int i;
10019         unsigned long flags;
10020
10021         /*
10022          * We can't change the weight of the root cgroup.
10023          */
10024         if (!tg->se[0])
10025                 return -EINVAL;
10026
10027         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
10028
10029         mutex_lock(&shares_mutex);
10030         if (tg->shares == shares)
10031                 goto done;
10032
10033         tg->shares = shares;
10034         for_each_possible_cpu(i) {
10035                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
10036                 struct sched_entity *se;
10037
10038                 se = tg->se[i];
10039                 /* Propagate contribution to hierarchy */
10040                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
10041
10042                 /* Possible calls to update_curr() need rq clock */
10043                 update_rq_clock(rq);
10044                 for_each_sched_entity(se) {
10045                         update_load_avg(se, UPDATE_TG);
10046                         update_cfs_shares(se);
10047                 }
10048                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
10049         }
10050
10051 done:
10052         mutex_unlock(&shares_mutex);
10053         return 0;
10054 }
10055 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
10056
10057 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
10058
10059 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
10060 {
10061         return 1;
10062 }
10063
10064 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
10065
10066 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
10067
10068
10069 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
10070 {
10071         struct sched_entity *se = &task->se;
10072         unsigned int rr_interval = 0;
10073
10074         /*
10075          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
10076          * idle runqueue:
10077          */
10078         if (rq->cfs.load.weight)
10079                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
10080
10081         return rr_interval;
10082 }
10083
10084 /*
10085  * All the scheduling class methods:
10086  */
10087 const struct sched_class fair_sched_class = {
10088         .next                   = &idle_sched_class,
10089         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
10090         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
10091         .yield_task             = yield_task_fair,
10092         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
10093
10094         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
10095
10096         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
10097         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
10098
10099 #ifdef CONFIG_SMP
10100         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
10101         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
10102
10103         .rq_online              = rq_online_fair,
10104         .rq_offline             = rq_offline_fair,
10105
10106         .task_waking            = task_waking_fair,
10107         .task_dead              = task_dead_fair,
10108         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_common,
10109 #endif
10110
10111         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
10112         .task_tick              = task_tick_fair,
10113         .task_fork              = task_fork_fair,
10114
10115         .prio_changed           = prio_changed_fair,
10116         .switched_from          = switched_from_fair,
10117         .switched_to            = switched_to_fair,
10118
10119         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
10120
10121         .update_curr            = update_curr_fair,
10122
10123 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10124         .task_move_group        = task_move_group_fair,
10125 #endif
10126 };
10127
10128 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
10129 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
10130 {
10131         struct cfs_rq *cfs_rq;
10132
10133         rcu_read_lock();
10134         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
10135                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
10136         rcu_read_unlock();
10137 }
10138
10139 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
10140 void show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m)
10141 {
10142         int node;
10143         unsigned long tsf = 0, tpf = 0, gsf = 0, gpf = 0;
10144
10145         for_each_online_node(node) {
10146                 if (p->numa_faults) {
10147                         tsf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
10148                         tpf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
10149                 }
10150                 if (p->numa_group) {
10151                         gsf = p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)],
10152                         gpf = p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
10153                 }
10154                 print_numa_stats(m, node, tsf, tpf, gsf, gpf);
10155         }
10156 }
10157 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
10158 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
10159
10160 __init void init_sched_fair_class(void)
10161 {
10162 #ifdef CONFIG_SMP
10163         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
10164
10165 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
10166         nohz.next_balance = jiffies;
10167         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
10168         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
10169 #endif
10170 #endif /* SMP */
10171
10172 }