Merge branch 'linux-linaro-lsk-v4.4' into linux-linaro-lsk-v4.4-android
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / kernel / sched / fair.c
1 /*
2  * Completely Fair Scheduling (CFS) Class (SCHED_NORMAL/SCHED_BATCH)
3  *
4  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
5  *
6  *  Interactivity improvements by Mike Galbraith
7  *  (C) 2007 Mike Galbraith <efault@gmx.de>
8  *
9  *  Various enhancements by Dmitry Adamushko.
10  *  (C) 2007 Dmitry Adamushko <dmitry.adamushko@gmail.com>
11  *
12  *  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
13  *  Copyright IBM Corporation, 2007
14  *  Author: Srivatsa Vaddagiri <vatsa@linux.vnet.ibm.com>
15  *
16  *  Scaled math optimizations by Thomas Gleixner
17  *  Copyright (C) 2007, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
18  *
19  *  Adaptive scheduling granularity, math enhancements by Peter Zijlstra
20  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra
21  */
22
23 #include <linux/latencytop.h>
24 #include <linux/sched.h>
25 #include <linux/cpumask.h>
26 #include <linux/cpuidle.h>
27 #include <linux/slab.h>
28 #include <linux/profile.h>
29 #include <linux/interrupt.h>
30 #include <linux/mempolicy.h>
31 #include <linux/migrate.h>
32 #include <linux/task_work.h>
33 #include <linux/module.h>
34
35 #include <trace/events/sched.h>
36
37 #include "sched.h"
38 #include "tune.h"
39 #include "walt.h"
40
41 /*
42  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
43  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
44  *
45  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
46  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
47  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
48  * based scheduling concepts.
49  *
50  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
51  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
52  */
53 unsigned int sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
54 unsigned int normalized_sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
55
56 unsigned int sysctl_sched_is_big_little = 0;
57 unsigned int sysctl_sched_sync_hint_enable = 1;
58 unsigned int sysctl_sched_initial_task_util = 0;
59 unsigned int sysctl_sched_cstate_aware = 1;
60
61 #ifdef CONFIG_SCHED_WALT
62 unsigned int sysctl_sched_use_walt_cpu_util = 1;
63 unsigned int sysctl_sched_use_walt_task_util = 1;
64 __read_mostly unsigned int sysctl_sched_walt_cpu_high_irqload =
65     (10 * NSEC_PER_MSEC);
66 #endif
67 /*
68  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
69  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
70  *
71  * Options are:
72  * SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
73  * SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
74  * SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
75  */
76 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling
77         = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
78
79 /*
80  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
81  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
82  */
83 unsigned int sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
84 unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
85
86 /*
87  * is kept at sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity
88  */
89 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
90
91 /*
92  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
93  * parent will (try to) run first.
94  */
95 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
96
97 /*
98  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
99  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
100  *
101  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
102  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
103  * have immediate wakeup/sleep latencies.
104  */
105 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
106 unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
107
108 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost = 500000UL;
109
110 /*
111  * The exponential sliding  window over which load is averaged for shares
112  * distribution.
113  * (default: 10msec)
114  */
115 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_shares_window = 10000000UL;
116
117 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
118 /*
119  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
120  * each time a cfs_rq requests quota.
121  *
122  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
123  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
124  * we will always only issue the remaining available time.
125  *
126  * default: 5 msec, units: microseconds
127   */
128 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice = 5000UL;
129 #endif
130
131 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
132 {
133         lw->weight += inc;
134         lw->inv_weight = 0;
135 }
136
137 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
138 {
139         lw->weight -= dec;
140         lw->inv_weight = 0;
141 }
142
143 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
144 {
145         lw->weight = w;
146         lw->inv_weight = 0;
147 }
148
149 /*
150  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
151  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
152  * to users decreases. But the relationship is not linear,
153  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
154  * number of CPUs.
155  *
156  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
157  */
158 static unsigned int get_update_sysctl_factor(void)
159 {
160         unsigned int cpus = min_t(unsigned int, num_online_cpus(), 8);
161         unsigned int factor;
162
163         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
164         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
165                 factor = 1;
166                 break;
167         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
168                 factor = cpus;
169                 break;
170         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
171         default:
172                 factor = 1 + ilog2(cpus);
173                 break;
174         }
175
176         return factor;
177 }
178
179 static void update_sysctl(void)
180 {
181         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
182
183 #define SET_SYSCTL(name) \
184         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
185         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
186         SET_SYSCTL(sched_latency);
187         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
188 #undef SET_SYSCTL
189 }
190
191 void sched_init_granularity(void)
192 {
193         update_sysctl();
194 }
195
196 #define WMULT_CONST     (~0U)
197 #define WMULT_SHIFT     32
198
199 static void __update_inv_weight(struct load_weight *lw)
200 {
201         unsigned long w;
202
203         if (likely(lw->inv_weight))
204                 return;
205
206         w = scale_load_down(lw->weight);
207
208         if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
209                 lw->inv_weight = 1;
210         else if (unlikely(!w))
211                 lw->inv_weight = WMULT_CONST;
212         else
213                 lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
214 }
215
216 /*
217  * delta_exec * weight / lw.weight
218  *   OR
219  * (delta_exec * (weight * lw->inv_weight)) >> WMULT_SHIFT
220  *
221  * Either weight := NICE_0_LOAD and lw \e prio_to_wmult[], in which case
222  * we're guaranteed shift stays positive because inv_weight is guaranteed to
223  * fit 32 bits, and NICE_0_LOAD gives another 10 bits; therefore shift >= 22.
224  *
225  * Or, weight =< lw.weight (because lw.weight is the runqueue weight), thus
226  * weight/lw.weight <= 1, and therefore our shift will also be positive.
227  */
228 static u64 __calc_delta(u64 delta_exec, unsigned long weight, struct load_weight *lw)
229 {
230         u64 fact = scale_load_down(weight);
231         int shift = WMULT_SHIFT;
232
233         __update_inv_weight(lw);
234
235         if (unlikely(fact >> 32)) {
236                 while (fact >> 32) {
237                         fact >>= 1;
238                         shift--;
239                 }
240         }
241
242         /* hint to use a 32x32->64 mul */
243         fact = (u64)(u32)fact * lw->inv_weight;
244
245         while (fact >> 32) {
246                 fact >>= 1;
247                 shift--;
248         }
249
250         return mul_u64_u32_shr(delta_exec, fact, shift);
251 }
252
253
254 const struct sched_class fair_sched_class;
255
256 /**************************************************************
257  * CFS operations on generic schedulable entities:
258  */
259
260 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
261
262 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
263 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
264 {
265         return cfs_rq->rq;
266 }
267
268 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
269 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
270
271 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
272 {
273 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
274         WARN_ON_ONCE(!entity_is_task(se));
275 #endif
276         return container_of(se, struct task_struct, se);
277 }
278
279 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
280 #define for_each_sched_entity(se) \
281                 for (; se; se = se->parent)
282
283 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
284 {
285         return p->se.cfs_rq;
286 }
287
288 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
289 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
290 {
291         return se->cfs_rq;
292 }
293
294 /* runqueue "owned" by this group */
295 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
296 {
297         return grp->my_q;
298 }
299
300 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
301 {
302         if (!cfs_rq->on_list) {
303                 /*
304                  * Ensure we either appear before our parent (if already
305                  * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
306                  * enqueued.  The fact that we always enqueue bottom-up
307                  * reduces this to two cases.
308                  */
309                 if (cfs_rq->tg->parent &&
310                     cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu_of(rq_of(cfs_rq))]->on_list) {
311                         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
312                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
313                 } else {
314                         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
315                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
316                 }
317
318                 cfs_rq->on_list = 1;
319         }
320 }
321
322 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
323 {
324         if (cfs_rq->on_list) {
325                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
326                 cfs_rq->on_list = 0;
327         }
328 }
329
330 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
331 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
332         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
333
334 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
335 static inline struct cfs_rq *
336 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
337 {
338         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
339                 return se->cfs_rq;
340
341         return NULL;
342 }
343
344 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
345 {
346         return se->parent;
347 }
348
349 static void
350 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
351 {
352         int se_depth, pse_depth;
353
354         /*
355          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
356          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
357          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
358          * parent.
359          */
360
361         /* First walk up until both entities are at same depth */
362         se_depth = (*se)->depth;
363         pse_depth = (*pse)->depth;
364
365         while (se_depth > pse_depth) {
366                 se_depth--;
367                 *se = parent_entity(*se);
368         }
369
370         while (pse_depth > se_depth) {
371                 pse_depth--;
372                 *pse = parent_entity(*pse);
373         }
374
375         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
376                 *se = parent_entity(*se);
377                 *pse = parent_entity(*pse);
378         }
379 }
380
381 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
382
383 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
384 {
385         return container_of(se, struct task_struct, se);
386 }
387
388 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
389 {
390         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
391 }
392
393 #define entity_is_task(se)      1
394
395 #define for_each_sched_entity(se) \
396                 for (; se; se = NULL)
397
398 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
399 {
400         return &task_rq(p)->cfs;
401 }
402
403 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
404 {
405         struct task_struct *p = task_of(se);
406         struct rq *rq = task_rq(p);
407
408         return &rq->cfs;
409 }
410
411 /* runqueue "owned" by this group */
412 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
413 {
414         return NULL;
415 }
416
417 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
418 {
419 }
420
421 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
422 {
423 }
424
425 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
426                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
427
428 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
429 {
430         return NULL;
431 }
432
433 static inline void
434 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
435 {
436 }
437
438 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
439
440 static __always_inline
441 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec);
442
443 /**************************************************************
444  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
445  */
446
447 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
448 {
449         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
450         if (delta > 0)
451                 max_vruntime = vruntime;
452
453         return max_vruntime;
454 }
455
456 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
457 {
458         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
459         if (delta < 0)
460                 min_vruntime = vruntime;
461
462         return min_vruntime;
463 }
464
465 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
466                                 struct sched_entity *b)
467 {
468         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
469 }
470
471 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
472 {
473         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
474
475         if (cfs_rq->curr)
476                 vruntime = cfs_rq->curr->vruntime;
477
478         if (cfs_rq->rb_leftmost) {
479                 struct sched_entity *se = rb_entry(cfs_rq->rb_leftmost,
480                                                    struct sched_entity,
481                                                    run_node);
482
483                 if (!cfs_rq->curr)
484                         vruntime = se->vruntime;
485                 else
486                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
487         }
488
489         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
490         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
491 #ifndef CONFIG_64BIT
492         smp_wmb();
493         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
494 #endif
495 }
496
497 /*
498  * Enqueue an entity into the rb-tree:
499  */
500 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
501 {
502         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
503         struct rb_node *parent = NULL;
504         struct sched_entity *entry;
505         int leftmost = 1;
506
507         /*
508          * Find the right place in the rbtree:
509          */
510         while (*link) {
511                 parent = *link;
512                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
513                 /*
514                  * We dont care about collisions. Nodes with
515                  * the same key stay together.
516                  */
517                 if (entity_before(se, entry)) {
518                         link = &parent->rb_left;
519                 } else {
520                         link = &parent->rb_right;
521                         leftmost = 0;
522                 }
523         }
524
525         /*
526          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
527          * used):
528          */
529         if (leftmost)
530                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
531
532         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
533         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
534 }
535
536 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
537 {
538         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node) {
539                 struct rb_node *next_node;
540
541                 next_node = rb_next(&se->run_node);
542                 cfs_rq->rb_leftmost = next_node;
543         }
544
545         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
546 }
547
548 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
549 {
550         struct rb_node *left = cfs_rq->rb_leftmost;
551
552         if (!left)
553                 return NULL;
554
555         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
556 }
557
558 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
559 {
560         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
561
562         if (!next)
563                 return NULL;
564
565         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
566 }
567
568 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
569 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
570 {
571         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline);
572
573         if (!last)
574                 return NULL;
575
576         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
577 }
578
579 /**************************************************************
580  * Scheduling class statistics methods:
581  */
582
583 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
584                 void __user *buffer, size_t *lenp,
585                 loff_t *ppos)
586 {
587         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
588         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
589
590         if (ret || !write)
591                 return ret;
592
593         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
594                                         sysctl_sched_min_granularity);
595
596 #define WRT_SYSCTL(name) \
597         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
598         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
599         WRT_SYSCTL(sched_latency);
600         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
601 #undef WRT_SYSCTL
602
603         return 0;
604 }
605 #endif
606
607 /*
608  * delta /= w
609  */
610 static inline u64 calc_delta_fair(u64 delta, struct sched_entity *se)
611 {
612         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
613                 delta = __calc_delta(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
614
615         return delta;
616 }
617
618 /*
619  * The idea is to set a period in which each task runs once.
620  *
621  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
622  * this period because otherwise the slices get too small.
623  *
624  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
625  */
626 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
627 {
628         if (unlikely(nr_running > sched_nr_latency))
629                 return nr_running * sysctl_sched_min_granularity;
630         else
631                 return sysctl_sched_latency;
632 }
633
634 /*
635  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
636  * proportional to the weight.
637  *
638  * s = p*P[w/rw]
639  */
640 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
641 {
642         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
643
644         for_each_sched_entity(se) {
645                 struct load_weight *load;
646                 struct load_weight lw;
647
648                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
649                 load = &cfs_rq->load;
650
651                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
652                         lw = cfs_rq->load;
653
654                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
655                         load = &lw;
656                 }
657                 slice = __calc_delta(slice, se->load.weight, load);
658         }
659         return slice;
660 }
661
662 /*
663  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
664  *
665  * vs = s/w
666  */
667 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
668 {
669         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
670 }
671
672 #ifdef CONFIG_SMP
673 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int cpu);
674 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
675
676 /*
677  * We choose a half-life close to 1 scheduling period.
678  * Note: The tables runnable_avg_yN_inv and runnable_avg_yN_sum are
679  * dependent on this value.
680  */
681 #define LOAD_AVG_PERIOD 32
682 #define LOAD_AVG_MAX 47742 /* maximum possible load avg */
683 #define LOAD_AVG_MAX_N 345 /* number of full periods to produce LOAD_AVG_MAX */
684
685 /* Give new sched_entity start runnable values to heavy its load in infant time */
686 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
687 {
688         struct sched_avg *sa = &se->avg;
689
690         sa->last_update_time = 0;
691         /*
692          * sched_avg's period_contrib should be strictly less then 1024, so
693          * we give it 1023 to make sure it is almost a period (1024us), and
694          * will definitely be update (after enqueue).
695          */
696         sa->period_contrib = 1023;
697         sa->load_avg = scale_load_down(se->load.weight);
698         sa->load_sum = sa->load_avg * LOAD_AVG_MAX;
699         sa->util_avg =  sched_freq() ?
700                 sysctl_sched_initial_task_util :
701                 scale_load_down(SCHED_LOAD_SCALE);
702         sa->util_sum = sa->util_avg * LOAD_AVG_MAX;
703         /* when this task enqueue'ed, it will contribute to its cfs_rq's load_avg */
704 }
705
706 #else
707 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
708 {
709 }
710 #endif
711
712 /*
713  * Update the current task's runtime statistics.
714  */
715 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
716 {
717         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
718         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
719         u64 delta_exec;
720
721         if (unlikely(!curr))
722                 return;
723
724         delta_exec = now - curr->exec_start;
725         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
726                 return;
727
728         curr->exec_start = now;
729
730         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
731                       max(delta_exec, curr->statistics.exec_max));
732
733         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
734         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
735
736         curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
737         update_min_vruntime(cfs_rq);
738
739         if (entity_is_task(curr)) {
740                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
741
742                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
743                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
744                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
745         }
746
747         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
748 }
749
750 static void update_curr_fair(struct rq *rq)
751 {
752         update_curr(cfs_rq_of(&rq->curr->se));
753 }
754
755 static inline void
756 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
757 {
758         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
759 }
760
761 /*
762  * Task is being enqueued - update stats:
763  */
764 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
765 {
766         /*
767          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
768          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
769          */
770         if (se != cfs_rq->curr)
771                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
772 }
773
774 static void
775 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
776 {
777         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
778                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start));
779         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
780         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
781                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
782 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
783         if (entity_is_task(se)) {
784                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
785                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
786         }
787 #endif
788         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
789 }
790
791 static inline void
792 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
793 {
794         /*
795          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
796          * waiting task:
797          */
798         if (se != cfs_rq->curr)
799                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
800 }
801
802 /*
803  * We are picking a new current task - update its stats:
804  */
805 static inline void
806 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
807 {
808         /*
809          * We are starting a new run period:
810          */
811         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
812 }
813
814 /**************************************************
815  * Scheduling class queueing methods:
816  */
817
818 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
819 /*
820  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
821  * calculated based on the tasks virtual memory size and
822  * numa_balancing_scan_size.
823  */
824 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
825 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
826
827 /* Portion of address space to scan in MB */
828 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
829
830 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
831 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
832
833 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
834 {
835         unsigned long rss = 0;
836         unsigned long nr_scan_pages;
837
838         /*
839          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
840          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
841          * on resident pages
842          */
843         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
844         rss = get_mm_rss(p->mm);
845         if (!rss)
846                 rss = nr_scan_pages;
847
848         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
849         return rss / nr_scan_pages;
850 }
851
852 /* For sanitys sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
853 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
854
855 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
856 {
857         unsigned int scan_size = READ_ONCE(sysctl_numa_balancing_scan_size);
858         unsigned int scan, floor;
859         unsigned int windows = 1;
860
861         if (scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
862                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / scan_size;
863         floor = 1000 / windows;
864
865         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
866         return max_t(unsigned int, floor, scan);
867 }
868
869 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
870 {
871         unsigned int smin = task_scan_min(p);
872         unsigned int smax;
873
874         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
875         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
876         return max(smin, smax);
877 }
878
879 static void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
880 {
881         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != -1);
882         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
883 }
884
885 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
886 {
887         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != -1);
888         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
889 }
890
891 struct numa_group {
892         atomic_t refcount;
893
894         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
895         int nr_tasks;
896         pid_t gid;
897
898         struct rcu_head rcu;
899         nodemask_t active_nodes;
900         unsigned long total_faults;
901         /*
902          * Faults_cpu is used to decide whether memory should move
903          * towards the CPU. As a consequence, these stats are weighted
904          * more by CPU use than by memory faults.
905          */
906         unsigned long *faults_cpu;
907         unsigned long faults[0];
908 };
909
910 /* Shared or private faults. */
911 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES 2
912
913 /* Memory and CPU locality */
914 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS (NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * 2)
915
916 /* Averaged statistics, and temporary buffers. */
917 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS (NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * 2)
918
919 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
920 {
921         return p->numa_group ? p->numa_group->gid : 0;
922 }
923
924 /*
925  * The averaged statistics, shared & private, memory & cpu,
926  * occupy the first half of the array. The second half of the
927  * array is for current counters, which are averaged into the
928  * first set by task_numa_placement.
929  */
930 static inline int task_faults_idx(enum numa_faults_stats s, int nid, int priv)
931 {
932         return NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * (s * nr_node_ids + nid) + priv;
933 }
934
935 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
936 {
937         if (!p->numa_faults)
938                 return 0;
939
940         return p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
941                 p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
942 }
943
944 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
945 {
946         if (!p->numa_group)
947                 return 0;
948
949         return p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
950                 p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
951 }
952
953 static inline unsigned long group_faults_cpu(struct numa_group *group, int nid)
954 {
955         return group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
956                 group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
957 }
958
959 /* Handle placement on systems where not all nodes are directly connected. */
960 static unsigned long score_nearby_nodes(struct task_struct *p, int nid,
961                                         int maxdist, bool task)
962 {
963         unsigned long score = 0;
964         int node;
965
966         /*
967          * All nodes are directly connected, and the same distance
968          * from each other. No need for fancy placement algorithms.
969          */
970         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
971                 return 0;
972
973         /*
974          * This code is called for each node, introducing N^2 complexity,
975          * which should be ok given the number of nodes rarely exceeds 8.
976          */
977         for_each_online_node(node) {
978                 unsigned long faults;
979                 int dist = node_distance(nid, node);
980
981                 /*
982                  * The furthest away nodes in the system are not interesting
983                  * for placement; nid was already counted.
984                  */
985                 if (dist == sched_max_numa_distance || node == nid)
986                         continue;
987
988                 /*
989                  * On systems with a backplane NUMA topology, compare groups
990                  * of nodes, and move tasks towards the group with the most
991                  * memory accesses. When comparing two nodes at distance
992                  * "hoplimit", only nodes closer by than "hoplimit" are part
993                  * of each group. Skip other nodes.
994                  */
995                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
996                                         dist > maxdist)
997                         continue;
998
999                 /* Add up the faults from nearby nodes. */
1000                 if (task)
1001                         faults = task_faults(p, node);
1002                 else
1003                         faults = group_faults(p, node);
1004
1005                 /*
1006                  * On systems with a glueless mesh NUMA topology, there are
1007                  * no fixed "groups of nodes". Instead, nodes that are not
1008                  * directly connected bounce traffic through intermediate
1009                  * nodes; a numa_group can occupy any set of nodes.
1010                  * The further away a node is, the less the faults count.
1011                  * This seems to result in good task placement.
1012                  */
1013                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1014                         faults *= (sched_max_numa_distance - dist);
1015                         faults /= (sched_max_numa_distance - LOCAL_DISTANCE);
1016                 }
1017
1018                 score += faults;
1019         }
1020
1021         return score;
1022 }
1023
1024 /*
1025  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
1026  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
1027  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
1028  * evenly spread out between numa nodes.
1029  */
1030 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid,
1031                                         int dist)
1032 {
1033         unsigned long faults, total_faults;
1034
1035         if (!p->numa_faults)
1036                 return 0;
1037
1038         total_faults = p->total_numa_faults;
1039
1040         if (!total_faults)
1041                 return 0;
1042
1043         faults = task_faults(p, nid);
1044         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, true);
1045
1046         return 1000 * faults / total_faults;
1047 }
1048
1049 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid,
1050                                          int dist)
1051 {
1052         unsigned long faults, total_faults;
1053
1054         if (!p->numa_group)
1055                 return 0;
1056
1057         total_faults = p->numa_group->total_faults;
1058
1059         if (!total_faults)
1060                 return 0;
1061
1062         faults = group_faults(p, nid);
1063         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, false);
1064
1065         return 1000 * faults / total_faults;
1066 }
1067
1068 bool should_numa_migrate_memory(struct task_struct *p, struct page * page,
1069                                 int src_nid, int dst_cpu)
1070 {
1071         struct numa_group *ng = p->numa_group;
1072         int dst_nid = cpu_to_node(dst_cpu);
1073         int last_cpupid, this_cpupid;
1074
1075         this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(dst_cpu, current->pid);
1076
1077         /*
1078          * Multi-stage node selection is used in conjunction with a periodic
1079          * migration fault to build a temporal task<->page relation. By using
1080          * a two-stage filter we remove short/unlikely relations.
1081          *
1082          * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist probability, we can equate
1083          * a task's usage of a particular page (n_p) per total usage of this
1084          * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
1085          *
1086          * Our periodic faults will sample this probability and getting the
1087          * same result twice in a row, given these samples are fully
1088          * independent, is then given by P(n)^2, provided our sample period
1089          * is sufficiently short compared to the usage pattern.
1090          *
1091          * This quadric squishes small probabilities, making it less likely we
1092          * act on an unlikely task<->page relation.
1093          */
1094         last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
1095         if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) &&
1096                                 cpupid_to_nid(last_cpupid) != dst_nid)
1097                 return false;
1098
1099         /* Always allow migrate on private faults */
1100         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
1101                 return true;
1102
1103         /* A shared fault, but p->numa_group has not been set up yet. */
1104         if (!ng)
1105                 return true;
1106
1107         /*
1108          * Do not migrate if the destination is not a node that
1109          * is actively used by this numa group.
1110          */
1111         if (!node_isset(dst_nid, ng->active_nodes))
1112                 return false;
1113
1114         /*
1115          * Source is a node that is not actively used by this
1116          * numa group, while the destination is. Migrate.
1117          */
1118         if (!node_isset(src_nid, ng->active_nodes))
1119                 return true;
1120
1121         /*
1122          * Both source and destination are nodes in active
1123          * use by this numa group. Maximize memory bandwidth
1124          * by migrating from more heavily used groups, to less
1125          * heavily used ones, spreading the load around.
1126          * Use a 1/4 hysteresis to avoid spurious page movement.
1127          */
1128         return group_faults(p, dst_nid) < (group_faults(p, src_nid) * 3 / 4);
1129 }
1130
1131 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu);
1132 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
1133 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
1134 static unsigned long capacity_of(int cpu);
1135 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg);
1136
1137 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
1138 struct numa_stats {
1139         unsigned long nr_running;
1140         unsigned long load;
1141
1142         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
1143         unsigned long compute_capacity;
1144
1145         /* Approximate capacity in terms of runnable tasks on a node */
1146         unsigned long task_capacity;
1147         int has_free_capacity;
1148 };
1149
1150 /*
1151  * XXX borrowed from update_sg_lb_stats
1152  */
1153 static void update_numa_stats(struct numa_stats *ns, int nid)
1154 {
1155         int smt, cpu, cpus = 0;
1156         unsigned long capacity;
1157
1158         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1159         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1160                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1161
1162                 ns->nr_running += rq->nr_running;
1163                 ns->load += weighted_cpuload(cpu);
1164                 ns->compute_capacity += capacity_of(cpu);
1165
1166                 cpus++;
1167         }
1168
1169         /*
1170          * If we raced with hotplug and there are no CPUs left in our mask
1171          * the @ns structure is NULL'ed and task_numa_compare() will
1172          * not find this node attractive.
1173          *
1174          * We'll either bail at !has_free_capacity, or we'll detect a huge
1175          * imbalance and bail there.
1176          */
1177         if (!cpus)
1178                 return;
1179
1180         /* smt := ceil(cpus / capacity), assumes: 1 < smt_power < 2 */
1181         smt = DIV_ROUND_UP(SCHED_CAPACITY_SCALE * cpus, ns->compute_capacity);
1182         capacity = cpus / smt; /* cores */
1183
1184         ns->task_capacity = min_t(unsigned, capacity,
1185                 DIV_ROUND_CLOSEST(ns->compute_capacity, SCHED_CAPACITY_SCALE));
1186         ns->has_free_capacity = (ns->nr_running < ns->task_capacity);
1187 }
1188
1189 struct task_numa_env {
1190         struct task_struct *p;
1191
1192         int src_cpu, src_nid;
1193         int dst_cpu, dst_nid;
1194
1195         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1196
1197         int imbalance_pct;
1198         int dist;
1199
1200         struct task_struct *best_task;
1201         long best_imp;
1202         int best_cpu;
1203 };
1204
1205 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1206                              struct task_struct *p, long imp)
1207 {
1208         if (env->best_task)
1209                 put_task_struct(env->best_task);
1210
1211         env->best_task = p;
1212         env->best_imp = imp;
1213         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1214 }
1215
1216 static bool load_too_imbalanced(long src_load, long dst_load,
1217                                 struct task_numa_env *env)
1218 {
1219         long imb, old_imb;
1220         long orig_src_load, orig_dst_load;
1221         long src_capacity, dst_capacity;
1222
1223         /*
1224          * The load is corrected for the CPU capacity available on each node.
1225          *
1226          * src_load        dst_load
1227          * ------------ vs ---------
1228          * src_capacity    dst_capacity
1229          */
1230         src_capacity = env->src_stats.compute_capacity;
1231         dst_capacity = env->dst_stats.compute_capacity;
1232
1233         /* We care about the slope of the imbalance, not the direction. */
1234         if (dst_load < src_load)
1235                 swap(dst_load, src_load);
1236
1237         /* Is the difference below the threshold? */
1238         imb = dst_load * src_capacity * 100 -
1239               src_load * dst_capacity * env->imbalance_pct;
1240         if (imb <= 0)
1241                 return false;
1242
1243         /*
1244          * The imbalance is above the allowed threshold.
1245          * Compare it with the old imbalance.
1246          */
1247         orig_src_load = env->src_stats.load;
1248         orig_dst_load = env->dst_stats.load;
1249
1250         if (orig_dst_load < orig_src_load)
1251                 swap(orig_dst_load, orig_src_load);
1252
1253         old_imb = orig_dst_load * src_capacity * 100 -
1254                   orig_src_load * dst_capacity * env->imbalance_pct;
1255
1256         /* Would this change make things worse? */
1257         return (imb > old_imb);
1258 }
1259
1260 /*
1261  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1262  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1263  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1264  * be exchanged with the source task
1265  */
1266 static void task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1267                               long taskimp, long groupimp)
1268 {
1269         struct rq *src_rq = cpu_rq(env->src_cpu);
1270         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1271         struct task_struct *cur;
1272         long src_load, dst_load;
1273         long load;
1274         long imp = env->p->numa_group ? groupimp : taskimp;
1275         long moveimp = imp;
1276         int dist = env->dist;
1277         bool assigned = false;
1278
1279         rcu_read_lock();
1280
1281         raw_spin_lock_irq(&dst_rq->lock);
1282         cur = dst_rq->curr;
1283         /*
1284          * No need to move the exiting task or idle task.
1285          */
1286         if ((cur->flags & PF_EXITING) || is_idle_task(cur))
1287                 cur = NULL;
1288         else {
1289                 /*
1290                  * The task_struct must be protected here to protect the
1291                  * p->numa_faults access in the task_weight since the
1292                  * numa_faults could already be freed in the following path:
1293                  * finish_task_switch()
1294                  *     --> put_task_struct()
1295                  *         --> __put_task_struct()
1296                  *             --> task_numa_free()
1297                  */
1298                 get_task_struct(cur);
1299         }
1300
1301         raw_spin_unlock_irq(&dst_rq->lock);
1302
1303         /*
1304          * Because we have preemption enabled we can get migrated around and
1305          * end try selecting ourselves (current == env->p) as a swap candidate.
1306          */
1307         if (cur == env->p)
1308                 goto unlock;
1309
1310         /*
1311          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1312          * source and destination node. Calculate the total differential for
1313          * the source task and potential destination task. The more negative
1314          * the value is, the more rmeote accesses that would be expected to
1315          * be incurred if the tasks were swapped.
1316          */
1317         if (cur) {
1318                 /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu */
1319                 if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, tsk_cpus_allowed(cur)))
1320                         goto unlock;
1321
1322                 /*
1323                  * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1324                  * in any group then look only at task weights.
1325                  */
1326                 if (cur->numa_group == env->p->numa_group) {
1327                         imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1328                               task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1329                         /*
1330                          * Add some hysteresis to prevent swapping the
1331                          * tasks within a group over tiny differences.
1332                          */
1333                         if (cur->numa_group)
1334                                 imp -= imp/16;
1335                 } else {
1336                         /*
1337                          * Compare the group weights. If a task is all by
1338                          * itself (not part of a group), use the task weight
1339                          * instead.
1340                          */
1341                         if (cur->numa_group)
1342                                 imp += group_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1343                                        group_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1344                         else
1345                                 imp += task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1346                                        task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1347                 }
1348         }
1349
1350         if (imp <= env->best_imp && moveimp <= env->best_imp)
1351                 goto unlock;
1352
1353         if (!cur) {
1354                 /* Is there capacity at our destination? */
1355                 if (env->src_stats.nr_running <= env->src_stats.task_capacity &&
1356                     !env->dst_stats.has_free_capacity)
1357                         goto unlock;
1358
1359                 goto balance;
1360         }
1361
1362         /* Balance doesn't matter much if we're running a task per cpu */
1363         if (imp > env->best_imp && src_rq->nr_running == 1 &&
1364                         dst_rq->nr_running == 1)
1365                 goto assign;
1366
1367         /*
1368          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1369          */
1370 balance:
1371         load = task_h_load(env->p);
1372         dst_load = env->dst_stats.load + load;
1373         src_load = env->src_stats.load - load;
1374
1375         if (moveimp > imp && moveimp > env->best_imp) {
1376                 /*
1377                  * If the improvement from just moving env->p direction is
1378                  * better than swapping tasks around, check if a move is
1379                  * possible. Store a slightly smaller score than moveimp,
1380                  * so an actually idle CPU will win.
1381                  */
1382                 if (!load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env)) {
1383                         imp = moveimp - 1;
1384                         put_task_struct(cur);
1385                         cur = NULL;
1386                         goto assign;
1387                 }
1388         }
1389
1390         if (imp <= env->best_imp)
1391                 goto unlock;
1392
1393         if (cur) {
1394                 load = task_h_load(cur);
1395                 dst_load -= load;
1396                 src_load += load;
1397         }
1398
1399         if (load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env))
1400                 goto unlock;
1401
1402         /*
1403          * One idle CPU per node is evaluated for a task numa move.
1404          * Call select_idle_sibling to maybe find a better one.
1405          */
1406         if (!cur)
1407                 env->dst_cpu = select_idle_sibling(env->p, env->dst_cpu);
1408
1409 assign:
1410         assigned = true;
1411         task_numa_assign(env, cur, imp);
1412 unlock:
1413         rcu_read_unlock();
1414         /*
1415          * The dst_rq->curr isn't assigned. The protection for task_struct is
1416          * finished.
1417          */
1418         if (cur && !assigned)
1419                 put_task_struct(cur);
1420 }
1421
1422 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1423                                 long taskimp, long groupimp)
1424 {
1425         int cpu;
1426
1427         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1428                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1429                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(env->p)))
1430                         continue;
1431
1432                 env->dst_cpu = cpu;
1433                 task_numa_compare(env, taskimp, groupimp);
1434         }
1435 }
1436
1437 /* Only move tasks to a NUMA node less busy than the current node. */
1438 static bool numa_has_capacity(struct task_numa_env *env)
1439 {
1440         struct numa_stats *src = &env->src_stats;
1441         struct numa_stats *dst = &env->dst_stats;
1442
1443         if (src->has_free_capacity && !dst->has_free_capacity)
1444                 return false;
1445
1446         /*
1447          * Only consider a task move if the source has a higher load
1448          * than the destination, corrected for CPU capacity on each node.
1449          *
1450          *      src->load                dst->load
1451          * --------------------- vs ---------------------
1452          * src->compute_capacity    dst->compute_capacity
1453          */
1454         if (src->load * dst->compute_capacity * env->imbalance_pct >
1455
1456             dst->load * src->compute_capacity * 100)
1457                 return true;
1458
1459         return false;
1460 }
1461
1462 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1463 {
1464         struct task_numa_env env = {
1465                 .p = p,
1466
1467                 .src_cpu = task_cpu(p),
1468                 .src_nid = task_node(p),
1469
1470                 .imbalance_pct = 112,
1471
1472                 .best_task = NULL,
1473                 .best_imp = 0,
1474                 .best_cpu = -1
1475         };
1476         struct sched_domain *sd;
1477         unsigned long taskweight, groupweight;
1478         int nid, ret, dist;
1479         long taskimp, groupimp;
1480
1481         /*
1482          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1483          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1484          *
1485          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1486          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1487          * to satisfy here.
1488          */
1489         rcu_read_lock();
1490         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1491         if (sd)
1492                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1493         rcu_read_unlock();
1494
1495         /*
1496          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
1497          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
1498          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
1499          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
1500          */
1501         if (unlikely(!sd)) {
1502                 p->numa_preferred_nid = task_node(p);
1503                 return -EINVAL;
1504         }
1505
1506         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
1507         dist = env.dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1508         taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1509         groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1510         update_numa_stats(&env.src_stats, env.src_nid);
1511         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid, dist) - taskweight;
1512         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid, dist) - groupweight;
1513         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1514
1515         /* Try to find a spot on the preferred nid. */
1516         if (numa_has_capacity(&env))
1517                 task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1518
1519         /*
1520          * Look at other nodes in these cases:
1521          * - there is no space available on the preferred_nid
1522          * - the task is part of a numa_group that is interleaved across
1523          *   multiple NUMA nodes; in order to better consolidate the group,
1524          *   we need to check other locations.
1525          */
1526         if (env.best_cpu == -1 || (p->numa_group &&
1527                         nodes_weight(p->numa_group->active_nodes) > 1)) {
1528                 for_each_online_node(nid) {
1529                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
1530                                 continue;
1531
1532                         dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1533                         if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1534                                                 dist != env.dist) {
1535                                 taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1536                                 groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1537                         }
1538
1539                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
1540                         taskimp = task_weight(p, nid, dist) - taskweight;
1541                         groupimp = group_weight(p, nid, dist) - groupweight;
1542                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
1543                                 continue;
1544
1545                         env.dist = dist;
1546                         env.dst_nid = nid;
1547                         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1548                         if (numa_has_capacity(&env))
1549                                 task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1550                 }
1551         }
1552
1553         /*
1554          * If the task is part of a workload that spans multiple NUMA nodes,
1555          * and is migrating into one of the workload's active nodes, remember
1556          * this node as the task's preferred numa node, so the workload can
1557          * settle down.
1558          * A task that migrated to a second choice node will be better off
1559          * trying for a better one later. Do not set the preferred node here.
1560          */
1561         if (p->numa_group) {
1562                 if (env.best_cpu == -1)
1563                         nid = env.src_nid;
1564                 else
1565                         nid = env.dst_nid;
1566
1567                 if (node_isset(nid, p->numa_group->active_nodes))
1568                         sched_setnuma(p, env.dst_nid);
1569         }
1570
1571         /* No better CPU than the current one was found. */
1572         if (env.best_cpu == -1)
1573                 return -EAGAIN;
1574
1575         /*
1576          * Reset the scan period if the task is being rescheduled on an
1577          * alternative node to recheck if the tasks is now properly placed.
1578          */
1579         p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1580
1581         if (env.best_task == NULL) {
1582                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
1583                 if (ret != 0)
1584                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_cpu);
1585                 return ret;
1586         }
1587
1588         ret = migrate_swap(p, env.best_task);
1589         if (ret != 0)
1590                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, task_cpu(env.best_task));
1591         put_task_struct(env.best_task);
1592         return ret;
1593 }
1594
1595 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
1596 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
1597 {
1598         unsigned long interval = HZ;
1599
1600         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
1601         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == -1 || !p->numa_faults))
1602                 return;
1603
1604         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
1605         interval = min(interval, msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period) / 16);
1606         p->numa_migrate_retry = jiffies + interval;
1607
1608         /* Success if task is already running on preferred CPU */
1609         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
1610                 return;
1611
1612         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
1613         task_numa_migrate(p);
1614 }
1615
1616 /*
1617  * Find the nodes on which the workload is actively running. We do this by
1618  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
1619  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
1620  * located.
1621  *
1622  * The bitmask is used to make smarter decisions on when to do NUMA page
1623  * migrations, To prevent flip-flopping, and excessive page migrations, nodes
1624  * are added when they cause over 6/16 of the maximum number of faults, but
1625  * only removed when they drop below 3/16.
1626  */
1627 static void update_numa_active_node_mask(struct numa_group *numa_group)
1628 {
1629         unsigned long faults, max_faults = 0;
1630         int nid;
1631
1632         for_each_online_node(nid) {
1633                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1634                 if (faults > max_faults)
1635                         max_faults = faults;
1636         }
1637
1638         for_each_online_node(nid) {
1639                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1640                 if (!node_isset(nid, numa_group->active_nodes)) {
1641                         if (faults > max_faults * 6 / 16)
1642                                 node_set(nid, numa_group->active_nodes);
1643                 } else if (faults < max_faults * 3 / 16)
1644                         node_clear(nid, numa_group->active_nodes);
1645         }
1646 }
1647
1648 /*
1649  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
1650  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
1651  * period will be for the next scan window. If local/(local+remote) ratio is
1652  * below NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS)
1653  * the scan period will decrease. Aim for 70% local accesses.
1654  */
1655 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
1656 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 7
1657
1658 /*
1659  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
1660  * our memory is already on our local node, or if the majority of
1661  * the page accesses are shared with other processes.
1662  * Otherwise, decrease the scan period.
1663  */
1664 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
1665                         unsigned long shared, unsigned long private)
1666 {
1667         unsigned int period_slot;
1668         int ratio;
1669         int diff;
1670
1671         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
1672         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
1673
1674         /*
1675          * If there were no record hinting faults then either the task is
1676          * completely idle or all activity is areas that are not of interest
1677          * to automatic numa balancing. Related to that, if there were failed
1678          * migration then it implies we are migrating too quickly or the local
1679          * node is overloaded. In either case, scan slower
1680          */
1681         if (local + shared == 0 || p->numa_faults_locality[2]) {
1682                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1683                         p->numa_scan_period << 1);
1684
1685                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
1686                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1687
1688                 return;
1689         }
1690
1691         /*
1692          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
1693          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
1694          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
1695          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
1696          */
1697         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
1698         ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
1699         if (ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
1700                 int slot = ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
1701                 if (!slot)
1702                         slot = 1;
1703                 diff = slot * period_slot;
1704         } else {
1705                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
1706
1707                 /*
1708                  * Scale scan rate increases based on sharing. There is an
1709                  * inverse relationship between the degree of sharing and
1710                  * the adjustment made to the scanning period. Broadly
1711                  * speaking the intent is that there is little point
1712                  * scanning faster if shared accesses dominate as it may
1713                  * simply bounce migrations uselessly
1714                  */
1715                 ratio = DIV_ROUND_UP(private * NUMA_PERIOD_SLOTS, (private + shared + 1));
1716                 diff = (diff * ratio) / NUMA_PERIOD_SLOTS;
1717         }
1718
1719         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
1720                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
1721         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
1722 }
1723
1724 /*
1725  * Get the fraction of time the task has been running since the last
1726  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
1727  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
1728  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
1729  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
1730  */
1731 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
1732 {
1733         u64 runtime, delta, now;
1734         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
1735         now = p->se.exec_start;
1736         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1737
1738         if (p->last_task_numa_placement) {
1739                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
1740                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
1741         } else {
1742                 delta = p->se.avg.load_sum / p->se.load.weight;
1743                 *period = LOAD_AVG_MAX;
1744         }
1745
1746         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
1747         p->last_task_numa_placement = now;
1748
1749         return delta;
1750 }
1751
1752 /*
1753  * Determine the preferred nid for a task in a numa_group. This needs to
1754  * be done in a way that produces consistent results with group_weight,
1755  * otherwise workloads might not converge.
1756  */
1757 static int preferred_group_nid(struct task_struct *p, int nid)
1758 {
1759         nodemask_t nodes;
1760         int dist;
1761
1762         /* Direct connections between all NUMA nodes. */
1763         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
1764                 return nid;
1765
1766         /*
1767          * On a system with glueless mesh NUMA topology, group_weight
1768          * scores nodes according to the number of NUMA hinting faults on
1769          * both the node itself, and on nearby nodes.
1770          */
1771         if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1772                 unsigned long score, max_score = 0;
1773                 int node, max_node = nid;
1774
1775                 dist = sched_max_numa_distance;
1776
1777                 for_each_online_node(node) {
1778                         score = group_weight(p, node, dist);
1779                         if (score > max_score) {
1780                                 max_score = score;
1781                                 max_node = node;
1782                         }
1783                 }
1784                 return max_node;
1785         }
1786
1787         /*
1788          * Finding the preferred nid in a system with NUMA backplane
1789          * interconnect topology is more involved. The goal is to locate
1790          * tasks from numa_groups near each other in the system, and
1791          * untangle workloads from different sides of the system. This requires
1792          * searching down the hierarchy of node groups, recursively searching
1793          * inside the highest scoring group of nodes. The nodemask tricks
1794          * keep the complexity of the search down.
1795          */
1796         nodes = node_online_map;
1797         for (dist = sched_max_numa_distance; dist > LOCAL_DISTANCE; dist--) {
1798                 unsigned long max_faults = 0;
1799                 nodemask_t max_group = NODE_MASK_NONE;
1800                 int a, b;
1801
1802                 /* Are there nodes at this distance from each other? */
1803                 if (!find_numa_distance(dist))
1804                         continue;
1805
1806                 for_each_node_mask(a, nodes) {
1807                         unsigned long faults = 0;
1808                         nodemask_t this_group;
1809                         nodes_clear(this_group);
1810
1811                         /* Sum group's NUMA faults; includes a==b case. */
1812                         for_each_node_mask(b, nodes) {
1813                                 if (node_distance(a, b) < dist) {
1814                                         faults += group_faults(p, b);
1815                                         node_set(b, this_group);
1816                                         node_clear(b, nodes);
1817                                 }
1818                         }
1819
1820                         /* Remember the top group. */
1821                         if (faults > max_faults) {
1822                                 max_faults = faults;
1823                                 max_group = this_group;
1824                                 /*
1825                                  * subtle: at the smallest distance there is
1826                                  * just one node left in each "group", the
1827                                  * winner is the preferred nid.
1828                                  */
1829                                 nid = a;
1830                         }
1831                 }
1832                 /* Next round, evaluate the nodes within max_group. */
1833                 if (!max_faults)
1834                         break;
1835                 nodes = max_group;
1836         }
1837         return nid;
1838 }
1839
1840 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
1841 {
1842         int seq, nid, max_nid = -1, max_group_nid = -1;
1843         unsigned long max_faults = 0, max_group_faults = 0;
1844         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
1845         unsigned long total_faults;
1846         u64 runtime, period;
1847         spinlock_t *group_lock = NULL;
1848
1849         /*
1850          * The p->mm->numa_scan_seq field gets updated without
1851          * exclusive access. Use READ_ONCE() here to ensure
1852          * that the field is read in a single access:
1853          */
1854         seq = READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
1855         if (p->numa_scan_seq == seq)
1856                 return;
1857         p->numa_scan_seq = seq;
1858         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1859
1860         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
1861                        p->numa_faults_locality[1];
1862         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
1863
1864         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
1865         if (p->numa_group) {
1866                 group_lock = &p->numa_group->lock;
1867                 spin_lock_irq(group_lock);
1868         }
1869
1870         /* Find the node with the highest number of faults */
1871         for_each_online_node(nid) {
1872                 /* Keep track of the offsets in numa_faults array */
1873                 int mem_idx, membuf_idx, cpu_idx, cpubuf_idx;
1874                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
1875                 int priv;
1876
1877                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
1878                         long diff, f_diff, f_weight;
1879
1880                         mem_idx = task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, priv);
1881                         membuf_idx = task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, nid, priv);
1882                         cpu_idx = task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, priv);
1883                         cpubuf_idx = task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, nid, priv);
1884
1885                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
1886                         diff = p->numa_faults[membuf_idx] - p->numa_faults[mem_idx] / 2;
1887                         fault_types[priv] += p->numa_faults[membuf_idx];
1888                         p->numa_faults[membuf_idx] = 0;
1889
1890                         /*
1891                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
1892                          * count according to CPU use, instead of by the raw
1893                          * number of faults. Tasks with little runtime have
1894                          * little over-all impact on throughput, and thus their
1895                          * faults are less important.
1896                          */
1897                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
1898                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults[cpubuf_idx]) /
1899                                    (total_faults + 1);
1900                         f_diff = f_weight - p->numa_faults[cpu_idx] / 2;
1901                         p->numa_faults[cpubuf_idx] = 0;
1902
1903                         p->numa_faults[mem_idx] += diff;
1904                         p->numa_faults[cpu_idx] += f_diff;
1905                         faults += p->numa_faults[mem_idx];
1906                         p->total_numa_faults += diff;
1907                         if (p->numa_group) {
1908                                 /*
1909                                  * safe because we can only change our own group
1910                                  *
1911                                  * mem_idx represents the offset for a given
1912                                  * nid and priv in a specific region because it
1913                                  * is at the beginning of the numa_faults array.
1914                                  */
1915                                 p->numa_group->faults[mem_idx] += diff;
1916                                 p->numa_group->faults_cpu[mem_idx] += f_diff;
1917                                 p->numa_group->total_faults += diff;
1918                                 group_faults += p->numa_group->faults[mem_idx];
1919                         }
1920                 }
1921
1922                 if (faults > max_faults) {
1923                         max_faults = faults;
1924                         max_nid = nid;
1925                 }
1926
1927                 if (group_faults > max_group_faults) {
1928                         max_group_faults = group_faults;
1929                         max_group_nid = nid;
1930                 }
1931         }
1932
1933         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
1934
1935         if (p->numa_group) {
1936                 update_numa_active_node_mask(p->numa_group);
1937                 spin_unlock_irq(group_lock);
1938                 max_nid = preferred_group_nid(p, max_group_nid);
1939         }
1940
1941         if (max_faults) {
1942                 /* Set the new preferred node */
1943                 if (max_nid != p->numa_preferred_nid)
1944                         sched_setnuma(p, max_nid);
1945
1946                 if (task_node(p) != p->numa_preferred_nid)
1947                         numa_migrate_preferred(p);
1948         }
1949 }
1950
1951 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
1952 {
1953         return atomic_inc_not_zero(&grp->refcount);
1954 }
1955
1956 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
1957 {
1958         if (atomic_dec_and_test(&grp->refcount))
1959                 kfree_rcu(grp, rcu);
1960 }
1961
1962 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
1963                         int *priv)
1964 {
1965         struct numa_group *grp, *my_grp;
1966         struct task_struct *tsk;
1967         bool join = false;
1968         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
1969         int i;
1970
1971         if (unlikely(!p->numa_group)) {
1972                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
1973                                     4*nr_node_ids*sizeof(unsigned long);
1974
1975                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
1976                 if (!grp)
1977                         return;
1978
1979                 atomic_set(&grp->refcount, 1);
1980                 spin_lock_init(&grp->lock);
1981                 grp->gid = p->pid;
1982                 /* Second half of the array tracks nids where faults happen */
1983                 grp->faults_cpu = grp->faults + NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES *
1984                                                 nr_node_ids;
1985
1986                 node_set(task_node(current), grp->active_nodes);
1987
1988                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
1989                         grp->faults[i] = p->numa_faults[i];
1990
1991                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
1992
1993                 grp->nr_tasks++;
1994                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1995         }
1996
1997         rcu_read_lock();
1998         tsk = READ_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
1999
2000         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
2001                 goto no_join;
2002
2003         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
2004         if (!grp)
2005                 goto no_join;
2006
2007         my_grp = p->numa_group;
2008         if (grp == my_grp)
2009                 goto no_join;
2010
2011         /*
2012          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
2013          * the other task will join us.
2014          */
2015         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
2016                 goto no_join;
2017
2018         /*
2019          * Tie-break on the grp address.
2020          */
2021         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
2022                 goto no_join;
2023
2024         /* Always join threads in the same process. */
2025         if (tsk->mm == current->mm)
2026                 join = true;
2027
2028         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
2029         if (flags & TNF_SHARED)
2030                 join = true;
2031
2032         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
2033         *priv = !join;
2034
2035         if (join && !get_numa_group(grp))
2036                 goto no_join;
2037
2038         rcu_read_unlock();
2039
2040         if (!join)
2041                 return;
2042
2043         BUG_ON(irqs_disabled());
2044         double_lock_irq(&my_grp->lock, &grp->lock);
2045
2046         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
2047                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2048                 grp->faults[i] += p->numa_faults[i];
2049         }
2050         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2051         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
2052
2053         my_grp->nr_tasks--;
2054         grp->nr_tasks++;
2055
2056         spin_unlock(&my_grp->lock);
2057         spin_unlock_irq(&grp->lock);
2058
2059         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2060
2061         put_numa_group(my_grp);
2062         return;
2063
2064 no_join:
2065         rcu_read_unlock();
2066         return;
2067 }
2068
2069 void task_numa_free(struct task_struct *p)
2070 {
2071         struct numa_group *grp = p->numa_group;
2072         void *numa_faults = p->numa_faults;
2073         unsigned long flags;
2074         int i;
2075
2076         if (grp) {
2077                 spin_lock_irqsave(&grp->lock, flags);
2078                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2079                         grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2080                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2081
2082                 grp->nr_tasks--;
2083                 spin_unlock_irqrestore(&grp->lock, flags);
2084                 RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2085                 put_numa_group(grp);
2086         }
2087
2088         p->numa_faults = NULL;
2089         kfree(numa_faults);
2090 }
2091
2092 /*
2093  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
2094  */
2095 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
2096 {
2097         struct task_struct *p = current;
2098         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
2099         int cpu_node = task_node(current);
2100         int local = !!(flags & TNF_FAULT_LOCAL);
2101         int priv;
2102
2103         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2104                 return;
2105
2106         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
2107         if (!p->mm)
2108                 return;
2109
2110         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
2111         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
2112                 int size = sizeof(*p->numa_faults) *
2113                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
2114
2115                 p->numa_faults = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
2116                 if (!p->numa_faults)
2117                         return;
2118
2119                 p->total_numa_faults = 0;
2120                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2121         }
2122
2123         /*
2124          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
2125          * to be private if the accessing pid has not changed
2126          */
2127         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
2128                 priv = 1;
2129         } else {
2130                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
2131                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
2132                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
2133         }
2134
2135         /*
2136          * If a workload spans multiple NUMA nodes, a shared fault that
2137          * occurs wholly within the set of nodes that the workload is
2138          * actively using should be counted as local. This allows the
2139          * scan rate to slow down when a workload has settled down.
2140          */
2141         if (!priv && !local && p->numa_group &&
2142                         node_isset(cpu_node, p->numa_group->active_nodes) &&
2143                         node_isset(mem_node, p->numa_group->active_nodes))
2144                 local = 1;
2145
2146         task_numa_placement(p);
2147
2148         /*
2149          * Retry task to preferred node migration periodically, in case it
2150          * case it previously failed, or the scheduler moved us.
2151          */
2152         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry))
2153                 numa_migrate_preferred(p);
2154
2155         if (migrated)
2156                 p->numa_pages_migrated += pages;
2157         if (flags & TNF_MIGRATE_FAIL)
2158                 p->numa_faults_locality[2] += pages;
2159
2160         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, mem_node, priv)] += pages;
2161         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, cpu_node, priv)] += pages;
2162         p->numa_faults_locality[local] += pages;
2163 }
2164
2165 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
2166 {
2167         /*
2168          * We only did a read acquisition of the mmap sem, so
2169          * p->mm->numa_scan_seq is written to without exclusive access
2170          * and the update is not guaranteed to be atomic. That's not
2171          * much of an issue though, since this is just used for
2172          * statistical sampling. Use READ_ONCE/WRITE_ONCE, which are not
2173          * expensive, to avoid any form of compiler optimizations:
2174          */
2175         WRITE_ONCE(p->mm->numa_scan_seq, READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq) + 1);
2176         p->mm->numa_scan_offset = 0;
2177 }
2178
2179 /*
2180  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
2181  * Triggered from task_tick_numa().
2182  */
2183 void task_numa_work(struct callback_head *work)
2184 {
2185         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
2186         struct task_struct *p = current;
2187         struct mm_struct *mm = p->mm;
2188         struct vm_area_struct *vma;
2189         unsigned long start, end;
2190         unsigned long nr_pte_updates = 0;
2191         long pages, virtpages;
2192
2193         WARN_ON_ONCE(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
2194
2195         work->next = work; /* protect against double add */
2196         /*
2197          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
2198          *
2199          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
2200          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
2201          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
2202          * work.
2203          */
2204         if (p->flags & PF_EXITING)
2205                 return;
2206
2207         if (!mm->numa_next_scan) {
2208                 mm->numa_next_scan = now +
2209                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2210         }
2211
2212         /*
2213          * Enforce maximal scan/migration frequency..
2214          */
2215         migrate = mm->numa_next_scan;
2216         if (time_before(now, migrate))
2217                 return;
2218
2219         if (p->numa_scan_period == 0) {
2220                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2221                 p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
2222         }
2223
2224         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2225         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
2226                 return;
2227
2228         /*
2229          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
2230          * the next time around.
2231          */
2232         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
2233
2234         start = mm->numa_scan_offset;
2235         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
2236         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
2237         virtpages = pages * 8;     /* Scan up to this much virtual space */
2238         if (!pages)
2239                 return;
2240
2241
2242         down_read(&mm->mmap_sem);
2243         vma = find_vma(mm, start);
2244         if (!vma) {
2245                 reset_ptenuma_scan(p);
2246                 start = 0;
2247                 vma = mm->mmap;
2248         }
2249         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
2250                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(vma) ||
2251                         is_vm_hugetlb_page(vma) || (vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP)) {
2252                         continue;
2253                 }
2254
2255                 /*
2256                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
2257                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
2258                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
2259                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
2260                  */
2261                 if (!vma->vm_mm ||
2262                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
2263                         continue;
2264
2265                 /*
2266                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
2267                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
2268                  */
2269                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
2270                         continue;
2271
2272                 do {
2273                         start = max(start, vma->vm_start);
2274                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
2275                         end = min(end, vma->vm_end);
2276                         nr_pte_updates = change_prot_numa(vma, start, end);
2277
2278                         /*
2279                          * Try to scan sysctl_numa_balancing_size worth of
2280                          * hpages that have at least one present PTE that
2281                          * is not already pte-numa. If the VMA contains
2282                          * areas that are unused or already full of prot_numa
2283                          * PTEs, scan up to virtpages, to skip through those
2284                          * areas faster.
2285                          */
2286                         if (nr_pte_updates)
2287                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2288                         virtpages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2289
2290                         start = end;
2291                         if (pages <= 0 || virtpages <= 0)
2292                                 goto out;
2293
2294                         cond_resched();
2295                 } while (end != vma->vm_end);
2296         }
2297
2298 out:
2299         /*
2300          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
2301          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
2302          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
2303          * scanner to the start so check it now.
2304          */
2305         if (vma)
2306                 mm->numa_scan_offset = start;
2307         else
2308                 reset_ptenuma_scan(p);
2309         up_read(&mm->mmap_sem);
2310 }
2311
2312 /*
2313  * Drive the periodic memory faults..
2314  */
2315 void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2316 {
2317         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
2318         u64 period, now;
2319
2320         /*
2321          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
2322          */
2323         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
2324                 return;
2325
2326         /*
2327          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
2328          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
2329          * task needs to have done some actual work before we bother with
2330          * NUMA placement.
2331          */
2332         now = curr->se.sum_exec_runtime;
2333         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
2334
2335         if (now > curr->node_stamp + period) {
2336                 if (!curr->node_stamp)
2337                         curr->numa_scan_period = task_scan_min(curr);
2338                 curr->node_stamp += period;
2339
2340                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
2341                         init_task_work(work, task_numa_work); /* TODO: move this into sched_fork() */
2342                         task_work_add(curr, work, true);
2343                 }
2344         }
2345 }
2346 #else
2347 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2348 {
2349 }
2350
2351 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2352 {
2353 }
2354
2355 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2356 {
2357 }
2358 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2359
2360 static void
2361 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2362 {
2363         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2364         if (!parent_entity(se))
2365                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2366 #ifdef CONFIG_SMP
2367         if (entity_is_task(se)) {
2368                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2369
2370                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
2371                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
2372         }
2373 #endif
2374         cfs_rq->nr_running++;
2375 }
2376
2377 static void
2378 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2379 {
2380         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2381         if (!parent_entity(se))
2382                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2383         if (entity_is_task(se)) {
2384                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
2385                 list_del_init(&se->group_node);
2386         }
2387         cfs_rq->nr_running--;
2388 }
2389
2390 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2391 # ifdef CONFIG_SMP
2392 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
2393 {
2394         long tg_weight;
2395
2396         /*
2397          * Use this CPU's real-time load instead of the last load contribution
2398          * as the updating of the contribution is delayed, and we will use the
2399          * the real-time load to calc the share. See update_tg_load_avg().
2400          */
2401         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
2402         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
2403         tg_weight += cfs_rq->load.weight;
2404
2405         return tg_weight;
2406 }
2407
2408 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2409 {
2410         long tg_weight, load, shares;
2411
2412         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
2413         load = cfs_rq->load.weight;
2414
2415         shares = (tg->shares * load);
2416         if (tg_weight)
2417                 shares /= tg_weight;
2418
2419         if (shares < MIN_SHARES)
2420                 shares = MIN_SHARES;
2421         if (shares > tg->shares)
2422                 shares = tg->shares;
2423
2424         return shares;
2425 }
2426 # else /* CONFIG_SMP */
2427 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2428 {
2429         return tg->shares;
2430 }
2431 # endif /* CONFIG_SMP */
2432 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
2433                             unsigned long weight)
2434 {
2435         if (se->on_rq) {
2436                 /* commit outstanding execution time */
2437                 if (cfs_rq->curr == se)
2438                         update_curr(cfs_rq);
2439                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2440         }
2441
2442         update_load_set(&se->load, weight);
2443
2444         if (se->on_rq)
2445                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2446 }
2447
2448 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
2449
2450 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2451 {
2452         struct task_group *tg;
2453         struct sched_entity *se;
2454         long shares;
2455
2456         tg = cfs_rq->tg;
2457         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
2458         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
2459                 return;
2460 #ifndef CONFIG_SMP
2461         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
2462                 return;
2463 #endif
2464         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
2465
2466         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
2467 }
2468 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2469 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2470 {
2471 }
2472 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2473
2474 #ifdef CONFIG_SMP
2475 /* Precomputed fixed inverse multiplies for multiplication by y^n */
2476 static const u32 runnable_avg_yN_inv[] = {
2477         0xffffffff, 0xfa83b2da, 0xf5257d14, 0xefe4b99a, 0xeac0c6e6, 0xe5b906e6,
2478         0xe0ccdeeb, 0xdbfbb796, 0xd744fcc9, 0xd2a81d91, 0xce248c14, 0xc9b9bd85,
2479         0xc5672a10, 0xc12c4cc9, 0xbd08a39e, 0xb8fbaf46, 0xb504f333, 0xb123f581,
2480         0xad583ee9, 0xa9a15ab4, 0xa5fed6a9, 0xa2704302, 0x9ef5325f, 0x9b8d39b9,
2481         0x9837f050, 0x94f4efa8, 0x91c3d373, 0x8ea4398a, 0x8b95c1e3, 0x88980e80,
2482         0x85aac367, 0x82cd8698,
2483 };
2484
2485 /*
2486  * Precomputed \Sum y^k { 1<=k<=n }.  These are floor(true_value) to prevent
2487  * over-estimates when re-combining.
2488  */
2489 static const u32 runnable_avg_yN_sum[] = {
2490             0, 1002, 1982, 2941, 3880, 4798, 5697, 6576, 7437, 8279, 9103,
2491          9909,10698,11470,12226,12966,13690,14398,15091,15769,16433,17082,
2492         17718,18340,18949,19545,20128,20698,21256,21802,22336,22859,23371,
2493 };
2494
2495 /*
2496  * Approximate:
2497  *   val * y^n,    where y^32 ~= 0.5 (~1 scheduling period)
2498  */
2499 static __always_inline u64 decay_load(u64 val, u64 n)
2500 {
2501         unsigned int local_n;
2502
2503         if (!n)
2504                 return val;
2505         else if (unlikely(n > LOAD_AVG_PERIOD * 63))
2506                 return 0;
2507
2508         /* after bounds checking we can collapse to 32-bit */
2509         local_n = n;
2510
2511         /*
2512          * As y^PERIOD = 1/2, we can combine
2513          *    y^n = 1/2^(n/PERIOD) * y^(n%PERIOD)
2514          * With a look-up table which covers y^n (n<PERIOD)
2515          *
2516          * To achieve constant time decay_load.
2517          */
2518         if (unlikely(local_n >= LOAD_AVG_PERIOD)) {
2519                 val >>= local_n / LOAD_AVG_PERIOD;
2520                 local_n %= LOAD_AVG_PERIOD;
2521         }
2522
2523         val = mul_u64_u32_shr(val, runnable_avg_yN_inv[local_n], 32);
2524         return val;
2525 }
2526
2527 /*
2528  * For updates fully spanning n periods, the contribution to runnable
2529  * average will be: \Sum 1024*y^n
2530  *
2531  * We can compute this reasonably efficiently by combining:
2532  *   y^PERIOD = 1/2 with precomputed \Sum 1024*y^n {for  n <PERIOD}
2533  */
2534 static u32 __compute_runnable_contrib(u64 n)
2535 {
2536         u32 contrib = 0;
2537
2538         if (likely(n <= LOAD_AVG_PERIOD))
2539                 return runnable_avg_yN_sum[n];
2540         else if (unlikely(n >= LOAD_AVG_MAX_N))
2541                 return LOAD_AVG_MAX;
2542
2543         /* Compute \Sum k^n combining precomputed values for k^i, \Sum k^j */
2544         do {
2545                 contrib /= 2; /* y^LOAD_AVG_PERIOD = 1/2 */
2546                 contrib += runnable_avg_yN_sum[LOAD_AVG_PERIOD];
2547
2548                 n -= LOAD_AVG_PERIOD;
2549         } while (n > LOAD_AVG_PERIOD);
2550
2551         contrib = decay_load(contrib, n);
2552         return contrib + runnable_avg_yN_sum[n];
2553 }
2554
2555 #if (SCHED_LOAD_SHIFT - SCHED_LOAD_RESOLUTION) != 10 || SCHED_CAPACITY_SHIFT != 10
2556 #error "load tracking assumes 2^10 as unit"
2557 #endif
2558
2559 #define cap_scale(v, s) ((v)*(s) >> SCHED_CAPACITY_SHIFT)
2560
2561 /*
2562  * We can represent the historical contribution to runnable average as the
2563  * coefficients of a geometric series.  To do this we sub-divide our runnable
2564  * history into segments of approximately 1ms (1024us); label the segment that
2565  * occurred N-ms ago p_N, with p_0 corresponding to the current period, e.g.
2566  *
2567  * [<- 1024us ->|<- 1024us ->|<- 1024us ->| ...
2568  *      p0            p1           p2
2569  *     (now)       (~1ms ago)  (~2ms ago)
2570  *
2571  * Let u_i denote the fraction of p_i that the entity was runnable.
2572  *
2573  * We then designate the fractions u_i as our co-efficients, yielding the
2574  * following representation of historical load:
2575  *   u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + u_3*y^3 + ...
2576  *
2577  * We choose y based on the with of a reasonably scheduling period, fixing:
2578  *   y^32 = 0.5
2579  *
2580  * This means that the contribution to load ~32ms ago (u_32) will be weighted
2581  * approximately half as much as the contribution to load within the last ms
2582  * (u_0).
2583  *
2584  * When a period "rolls over" and we have new u_0`, multiplying the previous
2585  * sum again by y is sufficient to update:
2586  *   load_avg = u_0` + y*(u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... )
2587  *            = u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... [re-labeling u_i --> u_{i+1}]
2588  */
2589 static __always_inline int
2590 __update_load_avg(u64 now, int cpu, struct sched_avg *sa,
2591                   unsigned long weight, int running, struct cfs_rq *cfs_rq)
2592 {
2593         u64 delta, scaled_delta, periods;
2594         u32 contrib;
2595         unsigned int delta_w, scaled_delta_w, decayed = 0;
2596         unsigned long scale_freq, scale_cpu;
2597
2598         delta = now - sa->last_update_time;
2599         /*
2600          * This should only happen when time goes backwards, which it
2601          * unfortunately does during sched clock init when we swap over to TSC.
2602          */
2603         if ((s64)delta < 0) {
2604                 sa->last_update_time = now;
2605                 return 0;
2606         }
2607
2608         /*
2609          * Use 1024ns as the unit of measurement since it's a reasonable
2610          * approximation of 1us and fast to compute.
2611          */
2612         delta >>= 10;
2613         if (!delta)
2614                 return 0;
2615         sa->last_update_time = now;
2616
2617         scale_freq = arch_scale_freq_capacity(NULL, cpu);
2618         scale_cpu = arch_scale_cpu_capacity(NULL, cpu);
2619         trace_sched_contrib_scale_f(cpu, scale_freq, scale_cpu);
2620
2621         /* delta_w is the amount already accumulated against our next period */
2622         delta_w = sa->period_contrib;
2623         if (delta + delta_w >= 1024) {
2624                 decayed = 1;
2625
2626                 /* how much left for next period will start over, we don't know yet */
2627                 sa->period_contrib = 0;
2628
2629                 /*
2630                  * Now that we know we're crossing a period boundary, figure
2631                  * out how much from delta we need to complete the current
2632                  * period and accrue it.
2633                  */
2634                 delta_w = 1024 - delta_w;
2635                 scaled_delta_w = cap_scale(delta_w, scale_freq);
2636                 if (weight) {
2637                         sa->load_sum += weight * scaled_delta_w;
2638                         if (cfs_rq) {
2639                                 cfs_rq->runnable_load_sum +=
2640                                                 weight * scaled_delta_w;
2641                         }
2642                 }
2643                 if (running)
2644                         sa->util_sum += scaled_delta_w * scale_cpu;
2645
2646                 delta -= delta_w;
2647
2648                 /* Figure out how many additional periods this update spans */
2649                 periods = delta / 1024;
2650                 delta %= 1024;
2651
2652                 sa->load_sum = decay_load(sa->load_sum, periods + 1);
2653                 if (cfs_rq) {
2654                         cfs_rq->runnable_load_sum =
2655                                 decay_load(cfs_rq->runnable_load_sum, periods + 1);
2656                 }
2657                 sa->util_sum = decay_load((u64)(sa->util_sum), periods + 1);
2658
2659                 /* Efficiently calculate \sum (1..n_period) 1024*y^i */
2660                 contrib = __compute_runnable_contrib(periods);
2661                 contrib = cap_scale(contrib, scale_freq);
2662                 if (weight) {
2663                         sa->load_sum += weight * contrib;
2664                         if (cfs_rq)
2665                                 cfs_rq->runnable_load_sum += weight * contrib;
2666                 }
2667                 if (running)
2668                         sa->util_sum += contrib * scale_cpu;
2669         }
2670
2671         /* Remainder of delta accrued against u_0` */
2672         scaled_delta = cap_scale(delta, scale_freq);
2673         if (weight) {
2674                 sa->load_sum += weight * scaled_delta;
2675                 if (cfs_rq)
2676                         cfs_rq->runnable_load_sum += weight * scaled_delta;
2677         }
2678         if (running)
2679                 sa->util_sum += scaled_delta * scale_cpu;
2680
2681         sa->period_contrib += delta;
2682
2683         if (decayed) {
2684                 sa->load_avg = div_u64(sa->load_sum, LOAD_AVG_MAX);
2685                 if (cfs_rq) {
2686                         cfs_rq->runnable_load_avg =
2687                                 div_u64(cfs_rq->runnable_load_sum, LOAD_AVG_MAX);
2688                 }
2689                 sa->util_avg = sa->util_sum / LOAD_AVG_MAX;
2690         }
2691
2692         return decayed;
2693 }
2694
2695 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2696 /*
2697  * Updating tg's load_avg is necessary before update_cfs_share (which is done)
2698  * and effective_load (which is not done because it is too costly).
2699  */
2700 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force)
2701 {
2702         long delta = cfs_rq->avg.load_avg - cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
2703
2704         if (force || abs(delta) > cfs_rq->tg_load_avg_contrib / 64) {
2705                 atomic_long_add(delta, &cfs_rq->tg->load_avg);
2706                 cfs_rq->tg_load_avg_contrib = cfs_rq->avg.load_avg;
2707         }
2708 }
2709
2710 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2711 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force) {}
2712 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2713
2714 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
2715
2716 /*
2717  * Unsigned subtract and clamp on underflow.
2718  *
2719  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
2720  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
2721  * values.
2722  */
2723 #define sub_positive(_ptr, _val) do {                           \
2724         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
2725         typeof(*ptr) val = (_val);                              \
2726         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
2727         res = var - val;                                        \
2728         if (res > var)                                          \
2729                 res = 0;                                        \
2730         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
2731 } while (0)
2732
2733 /* Group cfs_rq's load_avg is used for task_h_load and update_cfs_share */
2734 static inline int update_cfs_rq_load_avg(u64 now, struct cfs_rq *cfs_rq)
2735 {
2736         struct sched_avg *sa = &cfs_rq->avg;
2737         int decayed, removed = 0;
2738
2739         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_load_avg)) {
2740                 s64 r = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_load_avg, 0);
2741                 sub_positive(&sa->load_avg, r);
2742                 sub_positive(&sa->load_sum, r * LOAD_AVG_MAX);
2743                 removed = 1;
2744         }
2745
2746         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_util_avg)) {
2747                 long r = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_util_avg, 0);
2748                 sub_positive(&sa->util_avg, r);
2749                 sub_positive(&sa->util_sum, r * LOAD_AVG_MAX);
2750         }
2751
2752         decayed = __update_load_avg(now, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), sa,
2753                 scale_load_down(cfs_rq->load.weight), cfs_rq->curr != NULL, cfs_rq);
2754
2755 #ifndef CONFIG_64BIT
2756         smp_wmb();
2757         cfs_rq->load_last_update_time_copy = sa->last_update_time;
2758 #endif
2759
2760         return decayed || removed;
2761 }
2762
2763 /* Update task and its cfs_rq load average */
2764 static inline void update_load_avg(struct sched_entity *se, int update_tg)
2765 {
2766         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2767         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
2768         int cpu = cpu_of(rq_of(cfs_rq));
2769
2770         /*
2771          * Track task load average for carrying it to new CPU after migrated, and
2772          * track group sched_entity load average for task_h_load calc in migration
2773          */
2774         __update_load_avg(now, cpu, &se->avg,
2775                           se->on_rq * scale_load_down(se->load.weight),
2776                           cfs_rq->curr == se, NULL);
2777
2778         if (update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq) && update_tg)
2779                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
2780
2781         if (entity_is_task(se))
2782                 trace_sched_load_avg_task(task_of(se), &se->avg);
2783         trace_sched_load_avg_cpu(cpu, cfs_rq);
2784 }
2785
2786 static void attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2787 {
2788         if (!sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD))
2789                 goto skip_aging;
2790
2791         /*
2792          * If we got migrated (either between CPUs or between cgroups) we'll
2793          * have aged the average right before clearing @last_update_time.
2794          */
2795         if (se->avg.last_update_time) {
2796                 __update_load_avg(cfs_rq->avg.last_update_time, cpu_of(rq_of(cfs_rq)),
2797                                   &se->avg, 0, 0, NULL);
2798
2799                 /*
2800                  * XXX: we could have just aged the entire load away if we've been
2801                  * absent from the fair class for too long.
2802                  */
2803         }
2804
2805 skip_aging:
2806         se->avg.last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
2807         cfs_rq->avg.load_avg += se->avg.load_avg;
2808         cfs_rq->avg.load_sum += se->avg.load_sum;
2809         cfs_rq->avg.util_avg += se->avg.util_avg;
2810         cfs_rq->avg.util_sum += se->avg.util_sum;
2811 }
2812
2813 static void detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2814 {
2815         __update_load_avg(cfs_rq->avg.last_update_time, cpu_of(rq_of(cfs_rq)),
2816                           &se->avg, se->on_rq * scale_load_down(se->load.weight),
2817                           cfs_rq->curr == se, NULL);
2818
2819         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, se->avg.load_avg);
2820         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, se->avg.load_sum);
2821         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, se->avg.util_avg);
2822         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_sum, se->avg.util_sum);
2823 }
2824
2825 /* Add the load generated by se into cfs_rq's load average */
2826 static inline void
2827 enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2828 {
2829         struct sched_avg *sa = &se->avg;
2830         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
2831         int migrated, decayed;
2832
2833         migrated = !sa->last_update_time;
2834         if (!migrated) {
2835                 __update_load_avg(now, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), sa,
2836                         se->on_rq * scale_load_down(se->load.weight),
2837                         cfs_rq->curr == se, NULL);
2838         }
2839
2840         decayed = update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
2841
2842         cfs_rq->runnable_load_avg += sa->load_avg;
2843         cfs_rq->runnable_load_sum += sa->load_sum;
2844
2845         if (migrated)
2846                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
2847
2848         if (decayed || migrated)
2849                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
2850 }
2851
2852 /* Remove the runnable load generated by se from cfs_rq's runnable load average */
2853 static inline void
2854 dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2855 {
2856         update_load_avg(se, 1);
2857
2858         cfs_rq->runnable_load_avg =
2859                 max_t(long, cfs_rq->runnable_load_avg - se->avg.load_avg, 0);
2860         cfs_rq->runnable_load_sum =
2861                 max_t(s64,  cfs_rq->runnable_load_sum - se->avg.load_sum, 0);
2862 }
2863
2864 #ifndef CONFIG_64BIT
2865 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
2866 {
2867         u64 last_update_time_copy;
2868         u64 last_update_time;
2869
2870         do {
2871                 last_update_time_copy = cfs_rq->load_last_update_time_copy;
2872                 smp_rmb();
2873                 last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
2874         } while (last_update_time != last_update_time_copy);
2875
2876         return last_update_time;
2877 }
2878 #else
2879 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
2880 {
2881         return cfs_rq->avg.last_update_time;
2882 }
2883 #endif
2884
2885 /*
2886  * Task first catches up with cfs_rq, and then subtract
2887  * itself from the cfs_rq (task must be off the queue now).
2888  */
2889 void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
2890 {
2891         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2892         u64 last_update_time;
2893
2894         /*
2895          * Newly created task or never used group entity should not be removed
2896          * from its (source) cfs_rq
2897          */
2898         if (se->avg.last_update_time == 0)
2899                 return;
2900
2901         last_update_time = cfs_rq_last_update_time(cfs_rq);
2902
2903         __update_load_avg(last_update_time, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), &se->avg, 0, 0, NULL);
2904         atomic_long_add(se->avg.load_avg, &cfs_rq->removed_load_avg);
2905         atomic_long_add(se->avg.util_avg, &cfs_rq->removed_util_avg);
2906 }
2907
2908 /*
2909  * Update the rq's load with the elapsed running time before entering
2910  * idle. if the last scheduled task is not a CFS task, idle_enter will
2911  * be the only way to update the runnable statistic.
2912  */
2913 void idle_enter_fair(struct rq *this_rq)
2914 {
2915 }
2916
2917 /*
2918  * Update the rq's load with the elapsed idle time before a task is
2919  * scheduled. if the newly scheduled task is not a CFS task, idle_exit will
2920  * be the only way to update the runnable statistic.
2921  */
2922 void idle_exit_fair(struct rq *this_rq)
2923 {
2924 }
2925
2926 static inline unsigned long cfs_rq_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
2927 {
2928         return cfs_rq->runnable_load_avg;
2929 }
2930
2931 static inline unsigned long cfs_rq_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
2932 {
2933         return cfs_rq->avg.load_avg;
2934 }
2935
2936 static int idle_balance(struct rq *this_rq);
2937
2938 #else /* CONFIG_SMP */
2939
2940 static inline void update_load_avg(struct sched_entity *se, int update_tg) {}
2941 static inline void
2942 enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
2943 static inline void
2944 dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
2945 static inline void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se) {}
2946
2947 static inline void
2948 attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
2949 static inline void
2950 detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
2951
2952 static inline int idle_balance(struct rq *rq)
2953 {
2954         return 0;
2955 }
2956
2957 #endif /* CONFIG_SMP */
2958
2959 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2960 {
2961 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2962         struct task_struct *tsk = NULL;
2963
2964         if (entity_is_task(se))
2965                 tsk = task_of(se);
2966
2967         if (se->statistics.sleep_start) {
2968                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.sleep_start;
2969
2970                 if ((s64)delta < 0)
2971                         delta = 0;
2972
2973                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
2974                         se->statistics.sleep_max = delta;
2975
2976                 se->statistics.sleep_start = 0;
2977                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2978
2979                 if (tsk) {
2980                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
2981                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
2982                 }
2983         }
2984         if (se->statistics.block_start) {
2985                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.block_start;
2986
2987                 if ((s64)delta < 0)
2988                         delta = 0;
2989
2990                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
2991                         se->statistics.block_max = delta;
2992
2993                 se->statistics.block_start = 0;
2994                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2995
2996                 if (tsk) {
2997                         if (tsk->in_iowait) {
2998                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
2999                                 se->statistics.iowait_count++;
3000                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
3001                         }
3002
3003                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
3004                         trace_sched_blocked_reason(tsk);
3005
3006                         /*
3007                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
3008                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
3009                          * amount of time that the task spent sleeping:
3010                          */
3011                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
3012                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
3013                                                 (void *)get_wchan(tsk),
3014                                                 delta >> 20);
3015                         }
3016                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
3017                 }
3018         }
3019 #endif
3020 }
3021
3022 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3023 {
3024 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3025         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
3026
3027         if (d < 0)
3028                 d = -d;
3029
3030         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
3031                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
3032 #endif
3033 }
3034
3035 static void
3036 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
3037 {
3038         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3039
3040         /*
3041          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
3042          * however the extra weight of the new task will slow them down a
3043          * little, place the new task so that it fits in the slot that
3044          * stays open at the end.
3045          */
3046         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
3047                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
3048
3049         /* sleeps up to a single latency don't count. */
3050         if (!initial) {
3051                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
3052
3053                 /*
3054                  * Halve their sleep time's effect, to allow
3055                  * for a gentler effect of sleepers:
3056                  */
3057                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
3058                         thresh >>= 1;
3059
3060                 vruntime -= thresh;
3061         }
3062
3063         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
3064         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
3065 }
3066
3067 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
3068
3069 static void
3070 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3071 {
3072         /*
3073          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
3074          * through calling update_curr().
3075          */
3076         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
3077                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
3078
3079         /*
3080          * Update run-time statistics of the 'current'.
3081          */
3082         update_curr(cfs_rq);
3083         enqueue_entity_load_avg(cfs_rq, se);
3084         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
3085         update_cfs_shares(cfs_rq);
3086
3087         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
3088                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
3089                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
3090         }
3091
3092         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
3093         check_spread(cfs_rq, se);
3094         if (se != cfs_rq->curr)
3095                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
3096         se->on_rq = 1;
3097
3098         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
3099                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
3100                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
3101         }
3102 }
3103
3104 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
3105 {
3106         for_each_sched_entity(se) {
3107                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3108                 if (cfs_rq->last != se)
3109                         break;
3110
3111                 cfs_rq->last = NULL;
3112         }
3113 }
3114
3115 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
3116 {
3117         for_each_sched_entity(se) {
3118                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3119                 if (cfs_rq->next != se)
3120                         break;
3121
3122                 cfs_rq->next = NULL;
3123         }
3124 }
3125
3126 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
3127 {
3128         for_each_sched_entity(se) {
3129                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3130                 if (cfs_rq->skip != se)
3131                         break;
3132
3133                 cfs_rq->skip = NULL;
3134         }
3135 }
3136
3137 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3138 {
3139         if (cfs_rq->last == se)
3140                 __clear_buddies_last(se);
3141
3142         if (cfs_rq->next == se)
3143                 __clear_buddies_next(se);
3144
3145         if (cfs_rq->skip == se)
3146                 __clear_buddies_skip(se);
3147 }
3148
3149 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3150
3151 static void
3152 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3153 {
3154         /*
3155          * Update run-time statistics of the 'current'.
3156          */
3157         update_curr(cfs_rq);
3158         dequeue_entity_load_avg(cfs_rq, se);
3159
3160         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
3161         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
3162 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3163                 if (entity_is_task(se)) {
3164                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
3165
3166                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
3167                                 se->statistics.sleep_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
3168                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
3169                                 se->statistics.block_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
3170                 }
3171 #endif
3172         }
3173
3174         clear_buddies(cfs_rq, se);
3175
3176         if (se != cfs_rq->curr)
3177                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3178         se->on_rq = 0;
3179         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
3180
3181         /*
3182          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
3183          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
3184          * movement in our normalized position.
3185          */
3186         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
3187                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
3188
3189         /* return excess runtime on last dequeue */
3190         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3191
3192         update_min_vruntime(cfs_rq);
3193         update_cfs_shares(cfs_rq);
3194 }
3195
3196 /*
3197  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
3198  */
3199 static void
3200 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
3201 {
3202         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
3203         struct sched_entity *se;
3204         s64 delta;
3205
3206         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
3207         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
3208         if (delta_exec > ideal_runtime) {
3209                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3210                 /*
3211                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
3212                  * re-elected due to buddy favours.
3213                  */
3214                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
3215                 return;
3216         }
3217
3218         /*
3219          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
3220          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
3221          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
3222          */
3223         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
3224                 return;
3225
3226         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
3227         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
3228
3229         if (delta < 0)
3230                 return;
3231
3232         if (delta > ideal_runtime)
3233                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3234 }
3235
3236 static void
3237 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3238 {
3239         /* 'current' is not kept within the tree. */
3240         if (se->on_rq) {
3241                 /*
3242                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
3243                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
3244                  * runqueue.
3245                  */
3246                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
3247                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3248                 update_load_avg(se, 1);
3249         }
3250
3251         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
3252         cfs_rq->curr = se;
3253 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3254         /*
3255          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
3256          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
3257          * when there are only lesser-weight tasks around):
3258          */
3259         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
3260                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
3261                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
3262         }
3263 #endif
3264         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
3265 }
3266
3267 static int
3268 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
3269
3270 /*
3271  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
3272  * 1) keep things fair between processes/task groups
3273  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
3274  * 3) pick the "last" process, for cache locality
3275  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
3276  */
3277 static struct sched_entity *
3278 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
3279 {
3280         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
3281         struct sched_entity *se;
3282
3283         /*
3284          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
3285          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
3286          */
3287         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
3288                 left = curr;
3289
3290         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
3291
3292         /*
3293          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
3294          * be done without getting too unfair.
3295          */
3296         if (cfs_rq->skip == se) {
3297                 struct sched_entity *second;
3298
3299                 if (se == curr) {
3300                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
3301                 } else {
3302                         second = __pick_next_entity(se);
3303                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
3304                                 second = curr;
3305                 }
3306
3307                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
3308                         se = second;
3309         }
3310
3311         /*
3312          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
3313          */
3314         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
3315                 se = cfs_rq->last;
3316
3317         /*
3318          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
3319          */
3320         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
3321                 se = cfs_rq->next;
3322
3323         clear_buddies(cfs_rq, se);
3324
3325         return se;
3326 }
3327
3328 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3329
3330 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
3331 {
3332         /*
3333          * If still on the runqueue then deactivate_task()
3334          * was not called and update_curr() has to be done:
3335          */
3336         if (prev->on_rq)
3337                 update_curr(cfs_rq);
3338
3339         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
3340         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3341
3342         check_spread(cfs_rq, prev);
3343         if (prev->on_rq) {
3344                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
3345                 /* Put 'current' back into the tree. */
3346                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
3347                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
3348                 update_load_avg(prev, 0);
3349         }
3350         cfs_rq->curr = NULL;
3351 }
3352
3353 static void
3354 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
3355 {
3356         /*
3357          * Update run-time statistics of the 'current'.
3358          */
3359         update_curr(cfs_rq);
3360
3361         /*
3362          * Ensure that runnable average is periodically updated.
3363          */
3364         update_load_avg(curr, 1);
3365         update_cfs_shares(cfs_rq);
3366
3367 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
3368         /*
3369          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
3370          * validating it and just reschedule.
3371          */
3372         if (queued) {
3373                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3374                 return;
3375         }
3376         /*
3377          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
3378          */
3379         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
3380                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
3381                 return;
3382 #endif
3383
3384         if (cfs_rq->nr_running > 1)
3385                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
3386 }
3387
3388
3389 /**************************************************
3390  * CFS bandwidth control machinery
3391  */
3392
3393 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
3394
3395 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
3396 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
3397
3398 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
3399 {
3400         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
3401 }
3402
3403 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
3404 {
3405         static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
3406 }
3407
3408 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
3409 {
3410         static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
3411 }
3412 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
3413 static bool cfs_bandwidth_used(void)
3414 {
3415         return true;
3416 }
3417
3418 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
3419 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
3420 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
3421
3422 /*
3423  * default period for cfs group bandwidth.
3424  * default: 0.1s, units: nanoseconds
3425  */
3426 static inline u64 default_cfs_period(void)
3427 {
3428         return 100000000ULL;
3429 }
3430
3431 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
3432 {
3433         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
3434 }
3435
3436 /*
3437  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
3438  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
3439  * additional synchronization around rq->lock.
3440  *
3441  * requires cfs_b->lock
3442  */
3443 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3444 {
3445         u64 now;
3446
3447         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3448                 return;
3449
3450         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
3451         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
3452         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
3453 }
3454
3455 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
3456 {
3457         return &tg->cfs_bandwidth;
3458 }
3459
3460 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
3461 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
3462 {
3463         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
3464                 return cfs_rq->throttled_clock_task;
3465
3466         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
3467 }
3468
3469 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
3470 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3471 {
3472         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
3473         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
3474         u64 amount = 0, min_amount, expires;
3475
3476         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
3477         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
3478
3479         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3480         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3481                 amount = min_amount;
3482         else {
3483                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
3484
3485                 if (cfs_b->runtime > 0) {
3486                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
3487                         cfs_b->runtime -= amount;
3488                         cfs_b->idle = 0;
3489                 }
3490         }
3491         expires = cfs_b->runtime_expires;
3492         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3493
3494         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
3495         /*
3496          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
3497          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
3498          * issued.
3499          */
3500         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
3501                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3502
3503         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
3504 }
3505
3506 /*
3507  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
3508  * fact that rq->clock snapshots this value.
3509  */
3510 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3511 {
3512         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3513
3514         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
3515         if (likely((s64)(rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
3516                 return;
3517
3518         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
3519                 return;
3520
3521         /*
3522          * If the local deadline has passed we have to consider the
3523          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
3524          * has not truly expired.
3525          *
3526          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
3527          * whether the global deadline has advanced. It is valid to compare
3528          * cfs_b->runtime_expires without any locks since we only care about
3529          * exact equality, so a partial write will still work.
3530          */
3531
3532         if (cfs_rq->runtime_expires != cfs_b->runtime_expires) {
3533                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
3534                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
3535         } else {
3536                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
3537                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
3538         }
3539 }
3540
3541 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3542 {
3543         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
3544         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
3545         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3546
3547         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3548                 return;
3549
3550         /*
3551          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
3552          * hierarchy can be throttled
3553          */
3554         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
3555                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3556 }
3557
3558 static __always_inline
3559 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3560 {
3561         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
3562                 return;
3563
3564         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
3565 }
3566
3567 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
3568 {
3569         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
3570 }
3571
3572 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
3573 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
3574 {
3575         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
3576 }
3577
3578 /*
3579  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
3580  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
3581  * load-balance operations.
3582  */
3583 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
3584                                     int src_cpu, int dest_cpu)
3585 {
3586         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
3587
3588         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
3589         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
3590
3591         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
3592                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
3593 }
3594
3595 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
3596 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
3597 {
3598         struct rq *rq = data;
3599         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3600
3601         cfs_rq->throttle_count--;
3602 #ifdef CONFIG_SMP
3603         if (!cfs_rq->throttle_count) {
3604                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
3605                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
3606                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
3607         }
3608 #endif
3609
3610         return 0;
3611 }
3612
3613 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
3614 {
3615         struct rq *rq = data;
3616         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3617
3618         /* group is entering throttled state, stop time */
3619         if (!cfs_rq->throttle_count)
3620                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
3621         cfs_rq->throttle_count++;
3622
3623         return 0;
3624 }
3625
3626 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3627 {
3628         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3629         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3630         struct sched_entity *se;
3631         long task_delta, dequeue = 1;
3632         bool empty;
3633
3634         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
3635
3636         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
3637         rcu_read_lock();
3638         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
3639         rcu_read_unlock();
3640
3641         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3642         for_each_sched_entity(se) {
3643                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
3644                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
3645                 if (!se->on_rq)
3646                         break;
3647
3648                 if (dequeue)
3649                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
3650                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
3651
3652                 if (qcfs_rq->load.weight)
3653                         dequeue = 0;
3654         }
3655
3656         if (!se)
3657                 sub_nr_running(rq, task_delta);
3658
3659         cfs_rq->throttled = 1;
3660         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
3661         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3662         empty = list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3663
3664         /*
3665          * Add to the _head_ of the list, so that an already-started
3666          * distribute_cfs_runtime will not see us
3667          */
3668         list_add_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
3669
3670         /*
3671          * If we're the first throttled task, make sure the bandwidth
3672          * timer is running.
3673          */
3674         if (empty)
3675                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
3676
3677         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3678 }
3679
3680 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3681 {
3682         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3683         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3684         struct sched_entity *se;
3685         int enqueue = 1;
3686         long task_delta;
3687
3688         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
3689
3690         cfs_rq->throttled = 0;
3691
3692         update_rq_clock(rq);
3693
3694         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3695         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
3696         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
3697         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3698
3699         /* update hierarchical throttle state */
3700         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
3701
3702         if (!cfs_rq->load.weight)
3703                 return;
3704
3705         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3706         for_each_sched_entity(se) {
3707                 if (se->on_rq)
3708                         enqueue = 0;
3709
3710                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3711                 if (enqueue)
3712                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
3713                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
3714
3715                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3716                         break;
3717         }
3718
3719         if (!se)
3720                 add_nr_running(rq, task_delta);
3721
3722         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
3723         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
3724                 resched_curr(rq);
3725 }
3726
3727 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
3728                 u64 remaining, u64 expires)
3729 {
3730         struct cfs_rq *cfs_rq;
3731         u64 runtime;
3732         u64 starting_runtime = remaining;
3733
3734         rcu_read_lock();
3735         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
3736                                 throttled_list) {
3737                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3738
3739                 raw_spin_lock(&rq->lock);
3740                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3741                         goto next;
3742
3743                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
3744                 if (runtime > remaining)
3745                         runtime = remaining;
3746                 remaining -= runtime;
3747
3748                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
3749                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3750
3751                 /* we check whether we're throttled above */
3752                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
3753                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3754
3755 next:
3756                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
3757
3758                 if (!remaining)
3759                         break;
3760         }
3761         rcu_read_unlock();
3762
3763         return starting_runtime - remaining;
3764 }
3765
3766 /*
3767  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
3768  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
3769  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
3770  * used to track this state.
3771  */
3772 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
3773 {
3774         u64 runtime, runtime_expires;
3775         int throttled;
3776
3777         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
3778         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3779                 goto out_deactivate;
3780
3781         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3782         cfs_b->nr_periods += overrun;
3783
3784         /*
3785          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
3786          * we're going inactive then everything else can be deferred
3787          */
3788         if (cfs_b->idle && !throttled)
3789                 goto out_deactivate;
3790
3791         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
3792
3793         if (!throttled) {
3794                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
3795                 cfs_b->idle = 1;
3796                 return 0;
3797         }
3798
3799         /* account preceding periods in which throttling occurred */
3800         cfs_b->nr_throttled += overrun;
3801
3802         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
3803
3804         /*
3805          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth while
3806          * we unthrottle. This can potentially race with an unthrottled group
3807          * trying to acquire new bandwidth from the global pool. This can result
3808          * in us over-using our runtime if it is all used during this loop, but
3809          * only by limited amounts in that extreme case.
3810          */
3811         while (throttled && cfs_b->runtime > 0) {
3812                 runtime = cfs_b->runtime;
3813                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3814                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
3815                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
3816                                                  runtime_expires);
3817                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3818
3819                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3820
3821                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
3822         }
3823
3824         /*
3825          * While we are ensured activity in the period following an
3826          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
3827          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
3828          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
3829          */
3830         cfs_b->idle = 0;
3831
3832         return 0;
3833
3834 out_deactivate:
3835         return 1;
3836 }
3837
3838 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
3839 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
3840 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
3841 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
3842 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
3843 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
3844
3845 /*
3846  * Are we near the end of the current quota period?
3847  *
3848  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
3849  * hrtimer base being cleared by hrtimer_start. In the case of
3850  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
3851  */
3852 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
3853 {
3854         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
3855         u64 remaining;
3856
3857         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
3858         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
3859                 return 1;
3860
3861         /* is a quota refresh about to occur? */
3862         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
3863         if (remaining < min_expire)
3864                 return 1;
3865
3866         return 0;
3867 }
3868
3869 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3870 {
3871         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
3872
3873         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
3874         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
3875                 return;
3876
3877         hrtimer_start(&cfs_b->slack_timer,
3878                         ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period),
3879                         HRTIMER_MODE_REL);
3880 }
3881
3882 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
3883 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3884 {
3885         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3886         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
3887
3888         if (slack_runtime <= 0)
3889                 return;
3890
3891         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3892         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
3893             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
3894                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
3895
3896                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
3897                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
3898                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
3899                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
3900         }
3901         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3902
3903         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
3904         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
3905 }
3906
3907 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3908 {
3909         if (!cfs_bandwidth_used())
3910                 return;
3911
3912         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
3913                 return;
3914
3915         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3916 }
3917
3918 /*
3919  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
3920  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
3921  */
3922 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3923 {
3924         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
3925         u64 expires;
3926
3927         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
3928         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3929         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
3930                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3931                 return;
3932         }
3933
3934         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice)
3935                 runtime = cfs_b->runtime;
3936
3937         expires = cfs_b->runtime_expires;
3938         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3939
3940         if (!runtime)
3941                 return;
3942
3943         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
3944
3945         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3946         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
3947                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
3948         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3949 }
3950
3951 /*
3952  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
3953  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
3954  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
3955  */
3956 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
3957 {
3958         if (!cfs_bandwidth_used())
3959                 return;
3960
3961         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
3962         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
3963                 return;
3964
3965         /* ensure the group is not already throttled */
3966         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3967                 return;
3968
3969         /* update runtime allocation */
3970         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
3971         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
3972                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3973 }
3974
3975 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
3976 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3977 {
3978         if (!cfs_bandwidth_used())
3979                 return false;
3980
3981         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3982                 return false;
3983
3984         /*
3985          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
3986          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
3987          */
3988         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3989                 return true;
3990
3991         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3992         return true;
3993 }
3994
3995 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
3996 {
3997         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3998                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
3999
4000         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
4001
4002         return HRTIMER_NORESTART;
4003 }
4004
4005 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
4006 {
4007         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
4008                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
4009         int overrun;
4010         int idle = 0;
4011
4012         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4013         for (;;) {
4014                 overrun = hrtimer_forward_now(timer, cfs_b->period);
4015                 if (!overrun)
4016                         break;
4017
4018                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
4019         }
4020         if (idle)
4021                 cfs_b->period_active = 0;
4022         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4023
4024         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
4025 }
4026
4027 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4028 {
4029         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
4030         cfs_b->runtime = 0;
4031         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
4032         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
4033
4034         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4035         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
4036         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
4037         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
4038         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
4039 }
4040
4041 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4042 {
4043         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
4044         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
4045 }
4046
4047 void start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4048 {
4049         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
4050
4051         if (!cfs_b->period_active) {
4052                 cfs_b->period_active = 1;
4053                 hrtimer_forward_now(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
4054                 hrtimer_start_expires(&cfs_b->period_timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
4055         }
4056 }
4057
4058 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4059 {
4060         /* init_cfs_bandwidth() was not called */
4061         if (!cfs_b->throttled_cfs_rq.next)
4062                 return;
4063
4064         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
4065         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
4066 }
4067
4068 static void __maybe_unused update_runtime_enabled(struct rq *rq)
4069 {
4070         struct cfs_rq *cfs_rq;
4071
4072         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
4073                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &cfs_rq->tg->cfs_bandwidth;
4074
4075                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4076                 cfs_rq->runtime_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
4077                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4078         }
4079 }
4080
4081 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
4082 {
4083         struct cfs_rq *cfs_rq;
4084
4085         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
4086                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
4087                         continue;
4088
4089                 /*
4090                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
4091                  * there's some valid quota amount
4092                  */
4093                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
4094                 /*
4095                  * Offline rq is schedulable till cpu is completely disabled
4096                  * in take_cpu_down(), so we prevent new cfs throttling here.
4097                  */
4098                 cfs_rq->runtime_enabled = 0;
4099
4100                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4101                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
4102         }
4103 }
4104
4105 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
4106 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
4107 {
4108         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
4109 }
4110
4111 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
4112 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
4113 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4114 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4115
4116 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
4117 {
4118         return 0;
4119 }
4120
4121 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
4122 {
4123         return 0;
4124 }
4125
4126 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
4127                                     int src_cpu, int dest_cpu)
4128 {
4129         return 0;
4130 }
4131
4132 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
4133
4134 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4135 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4136 #endif
4137
4138 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
4139 {
4140         return NULL;
4141 }
4142 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
4143 static inline void update_runtime_enabled(struct rq *rq) {}
4144 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
4145
4146 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
4147
4148 /**************************************************
4149  * CFS operations on tasks:
4150  */
4151
4152 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
4153 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4154 {
4155         struct sched_entity *se = &p->se;
4156         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4157
4158         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
4159
4160         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
4161                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
4162                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
4163                 s64 delta = slice - ran;
4164
4165                 if (delta < 0) {
4166                         if (rq->curr == p)
4167                                 resched_curr(rq);
4168                         return;
4169                 }
4170                 hrtick_start(rq, delta);
4171         }
4172 }
4173
4174 /*
4175  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
4176  * current task is from our class and nr_running is low enough
4177  * to matter.
4178  */
4179 static void hrtick_update(struct rq *rq)
4180 {
4181         struct task_struct *curr = rq->curr;
4182
4183         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
4184                 return;
4185
4186         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
4187                 hrtick_start_fair(rq, curr);
4188 }
4189 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
4190 static inline void
4191 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4192 {
4193 }
4194
4195 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
4196 {
4197 }
4198 #endif
4199
4200 #ifdef CONFIG_SMP
4201 static bool cpu_overutilized(int cpu);
4202 static inline unsigned long boosted_cpu_util(int cpu);
4203 #else
4204 #define boosted_cpu_util(cpu) cpu_util(cpu)
4205 #endif
4206
4207 #ifdef CONFIG_SMP
4208 static void update_capacity_of(int cpu)
4209 {
4210         unsigned long req_cap;
4211
4212         if (!sched_freq())
4213                 return;
4214
4215         /* Convert scale-invariant capacity to cpu. */
4216         req_cap = boosted_cpu_util(cpu);
4217         req_cap = req_cap * SCHED_CAPACITY_SCALE / capacity_orig_of(cpu);
4218         set_cfs_cpu_capacity(cpu, true, req_cap);
4219 }
4220 #endif
4221
4222 /*
4223  * The enqueue_task method is called before nr_running is
4224  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
4225  * then put the task into the rbtree:
4226  */
4227 static void
4228 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
4229 {
4230         struct cfs_rq *cfs_rq;
4231         struct sched_entity *se = &p->se;
4232 #ifdef CONFIG_SMP
4233         int task_new = flags & ENQUEUE_WAKEUP_NEW;
4234         int task_wakeup = flags & ENQUEUE_WAKEUP;
4235 #endif
4236
4237         for_each_sched_entity(se) {
4238                 if (se->on_rq)
4239                         break;
4240                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4241                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
4242
4243                 /*
4244                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
4245                  *
4246                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
4247                  * post the final h_nr_running increment below.
4248                 */
4249                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4250                         break;
4251                 cfs_rq->h_nr_running++;
4252                 walt_inc_cfs_cumulative_runnable_avg(cfs_rq, p);
4253
4254                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
4255         }
4256
4257         for_each_sched_entity(se) {
4258                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4259                 cfs_rq->h_nr_running++;
4260                 walt_inc_cfs_cumulative_runnable_avg(cfs_rq, p);
4261
4262                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4263                         break;
4264
4265                 update_load_avg(se, 1);
4266                 update_cfs_shares(cfs_rq);
4267         }
4268
4269         if (!se)
4270                 add_nr_running(rq, 1);
4271
4272 #ifdef CONFIG_SMP
4273
4274         /*
4275          * Update SchedTune accounting.
4276          *
4277          * We do it before updating the CPU capacity to ensure the
4278          * boost value of the current task is accounted for in the
4279          * selection of the OPP.
4280          *
4281          * We do it also in the case where we enqueue a throttled task;
4282          * we could argue that a throttled task should not boost a CPU,
4283          * however:
4284          * a) properly implementing CPU boosting considering throttled
4285          *    tasks will increase a lot the complexity of the solution
4286          * b) it's not easy to quantify the benefits introduced by
4287          *    such a more complex solution.
4288          * Thus, for the time being we go for the simple solution and boost
4289          * also for throttled RQs.
4290          */
4291         schedtune_enqueue_task(p, cpu_of(rq));
4292
4293         if (!se) {
4294                 walt_inc_cumulative_runnable_avg(rq, p);
4295                 if (!task_new && !rq->rd->overutilized &&
4296                     cpu_overutilized(rq->cpu)) {
4297                         rq->rd->overutilized = true;
4298                         trace_sched_overutilized(true);
4299                 }
4300
4301                 /*
4302                  * We want to potentially trigger a freq switch
4303                  * request only for tasks that are waking up; this is
4304                  * because we get here also during load balancing, but
4305                  * in these cases it seems wise to trigger as single
4306                  * request after load balancing is done.
4307                  */
4308                 if (task_new || task_wakeup)
4309                         update_capacity_of(cpu_of(rq));
4310         }
4311
4312 #endif /* CONFIG_SMP */
4313         hrtick_update(rq);
4314 }
4315
4316 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
4317
4318 /*
4319  * The dequeue_task method is called before nr_running is
4320  * decreased. We remove the task from the rbtree and
4321  * update the fair scheduling stats:
4322  */
4323 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
4324 {
4325         struct cfs_rq *cfs_rq;
4326         struct sched_entity *se = &p->se;
4327         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
4328
4329         for_each_sched_entity(se) {
4330                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4331                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
4332
4333                 /*
4334                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
4335                  *
4336                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
4337                  * post the final h_nr_running decrement below.
4338                 */
4339                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4340                         break;
4341                 cfs_rq->h_nr_running--;
4342                 walt_dec_cfs_cumulative_runnable_avg(cfs_rq, p);
4343
4344                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
4345                 if (cfs_rq->load.weight) {
4346                         /*
4347                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
4348                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
4349                          */
4350                         if (task_sleep && parent_entity(se))
4351                                 set_next_buddy(parent_entity(se));
4352
4353                         /* avoid re-evaluating load for this entity */
4354                         se = parent_entity(se);
4355                         break;
4356                 }
4357                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
4358         }
4359
4360         for_each_sched_entity(se) {
4361                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4362                 cfs_rq->h_nr_running--;
4363                 walt_dec_cfs_cumulative_runnable_avg(cfs_rq, p);
4364
4365                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4366                         break;
4367
4368                 update_load_avg(se, 1);
4369                 update_cfs_shares(cfs_rq);
4370         }
4371
4372         if (!se)
4373                 sub_nr_running(rq, 1);
4374
4375 #ifdef CONFIG_SMP
4376
4377         /*
4378          * Update SchedTune accounting
4379          *
4380          * We do it before updating the CPU capacity to ensure the
4381          * boost value of the current task is accounted for in the
4382          * selection of the OPP.
4383          */
4384         schedtune_dequeue_task(p, cpu_of(rq));
4385
4386         if (!se) {
4387                 walt_dec_cumulative_runnable_avg(rq, p);
4388
4389                 /*
4390                  * We want to potentially trigger a freq switch
4391                  * request only for tasks that are going to sleep;
4392                  * this is because we get here also during load
4393                  * balancing, but in these cases it seems wise to
4394                  * trigger as single request after load balancing is
4395                  * done.
4396                  */
4397                 if (task_sleep) {
4398                         if (rq->cfs.nr_running)
4399                                 update_capacity_of(cpu_of(rq));
4400                         else if (sched_freq())
4401                                 set_cfs_cpu_capacity(cpu_of(rq), false, 0);
4402                 }
4403         }
4404
4405 #endif /* CONFIG_SMP */
4406
4407         hrtick_update(rq);
4408 }
4409
4410 #ifdef CONFIG_SMP
4411
4412 /*
4413  * per rq 'load' arrray crap; XXX kill this.
4414  */
4415
4416 /*
4417  * The exact cpuload at various idx values, calculated at every tick would be
4418  * load = (2^idx - 1) / 2^idx * load + 1 / 2^idx * cur_load
4419  *
4420  * If a cpu misses updates for n-1 ticks (as it was idle) and update gets called
4421  * on nth tick when cpu may be busy, then we have:
4422  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
4423  * load = (2^idx - 1) / 2^idx) * load + 1 / 2^idx * cur_load
4424  *
4425  * decay_load_missed() below does efficient calculation of
4426  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
4427  * avoiding 0..n-1 loop doing load = ((2^idx - 1) / 2^idx) * load
4428  *
4429  * The calculation is approximated on a 128 point scale.
4430  * degrade_zero_ticks is the number of ticks after which load at any
4431  * particular idx is approximated to be zero.
4432  * degrade_factor is a precomputed table, a row for each load idx.
4433  * Each column corresponds to degradation factor for a power of two ticks,
4434  * based on 128 point scale.
4435  * Example:
4436  * row 2, col 3 (=12) says that the degradation at load idx 2 after
4437  * 8 ticks is 12/128 (which is an approximation of exact factor 3^8/4^8).
4438  *
4439  * With this power of 2 load factors, we can degrade the load n times
4440  * by looking at 1 bits in n and doing as many mult/shift instead of
4441  * n mult/shifts needed by the exact degradation.
4442  */
4443 #define DEGRADE_SHIFT           7
4444 static const unsigned char
4445                 degrade_zero_ticks[CPU_LOAD_IDX_MAX] = {0, 8, 32, 64, 128};
4446 static const unsigned char
4447                 degrade_factor[CPU_LOAD_IDX_MAX][DEGRADE_SHIFT + 1] = {
4448                                         {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
4449                                         {64, 32, 8, 0, 0, 0, 0, 0},
4450                                         {96, 72, 40, 12, 1, 0, 0},
4451                                         {112, 98, 75, 43, 15, 1, 0},
4452                                         {120, 112, 98, 76, 45, 16, 2} };
4453
4454 /*
4455  * Update cpu_load for any missed ticks, due to tickless idle. The backlog
4456  * would be when CPU is idle and so we just decay the old load without
4457  * adding any new load.
4458  */
4459 static unsigned long
4460 decay_load_missed(unsigned long load, unsigned long missed_updates, int idx)
4461 {
4462         int j = 0;
4463
4464         if (!missed_updates)
4465                 return load;
4466
4467         if (missed_updates >= degrade_zero_ticks[idx])
4468                 return 0;
4469
4470         if (idx == 1)
4471                 return load >> missed_updates;
4472
4473         while (missed_updates) {
4474                 if (missed_updates % 2)
4475                         load = (load * degrade_factor[idx][j]) >> DEGRADE_SHIFT;
4476
4477                 missed_updates >>= 1;
4478                 j++;
4479         }
4480         return load;
4481 }
4482
4483 /*
4484  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
4485  * scheduler tick (TICK_NSEC). With tickless idle this will not be called
4486  * every tick. We fix it up based on jiffies.
4487  */
4488 static void __update_cpu_load(struct rq *this_rq, unsigned long this_load,
4489                               unsigned long pending_updates)
4490 {
4491         int i, scale;
4492
4493         this_rq->nr_load_updates++;
4494
4495         /* Update our load: */
4496         this_rq->cpu_load[0] = this_load; /* Fasttrack for idx 0 */
4497         for (i = 1, scale = 2; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
4498                 unsigned long old_load, new_load;
4499
4500                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
4501
4502                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
4503                 old_load = decay_load_missed(old_load, pending_updates - 1, i);
4504                 new_load = this_load;
4505                 /*
4506                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
4507                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
4508                  * example.
4509                  */
4510                 if (new_load > old_load)
4511                         new_load += scale - 1;
4512
4513                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load * (scale - 1) + new_load) >> i;
4514         }
4515
4516         sched_avg_update(this_rq);
4517 }
4518
4519 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
4520 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
4521 {
4522         return cfs_rq_runnable_load_avg(&cpu_rq(cpu)->cfs);
4523 }
4524
4525 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
4526 /*
4527  * There is no sane way to deal with nohz on smp when using jiffies because the
4528  * cpu doing the jiffies update might drift wrt the cpu doing the jiffy reading
4529  * causing off-by-one errors in observed deltas; {0,2} instead of {1,1}.
4530  *
4531  * Therefore we cannot use the delta approach from the regular tick since that
4532  * would seriously skew the load calculation. However we'll make do for those
4533  * updates happening while idle (nohz_idle_balance) or coming out of idle
4534  * (tick_nohz_idle_exit).
4535  *
4536  * This means we might still be one tick off for nohz periods.
4537  */
4538
4539 /*
4540  * Called from nohz_idle_balance() to update the load ratings before doing the
4541  * idle balance.
4542  */
4543 static void update_idle_cpu_load(struct rq *this_rq)
4544 {
4545         unsigned long curr_jiffies = READ_ONCE(jiffies);
4546         unsigned long load = weighted_cpuload(cpu_of(this_rq));
4547         unsigned long pending_updates;
4548
4549         /*
4550          * bail if there's load or we're actually up-to-date.
4551          */
4552         if (load || curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
4553                 return;
4554
4555         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
4556         this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
4557
4558         __update_cpu_load(this_rq, load, pending_updates);
4559 }
4560
4561 /*
4562  * Called from tick_nohz_idle_exit() -- try and fix up the ticks we missed.
4563  */
4564 void update_cpu_load_nohz(void)
4565 {
4566         struct rq *this_rq = this_rq();
4567         unsigned long curr_jiffies = READ_ONCE(jiffies);
4568         unsigned long pending_updates;
4569
4570         if (curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
4571                 return;
4572
4573         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
4574         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
4575         if (pending_updates) {
4576                 this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
4577                 /*
4578                  * We were idle, this means load 0, the current load might be
4579                  * !0 due to remote wakeups and the sort.
4580                  */
4581                 __update_cpu_load(this_rq, 0, pending_updates);
4582         }
4583         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
4584 }
4585 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
4586
4587 /*
4588  * Called from scheduler_tick()
4589  */
4590 void update_cpu_load_active(struct rq *this_rq)
4591 {
4592         unsigned long load = weighted_cpuload(cpu_of(this_rq));
4593         /*
4594          * See the mess around update_idle_cpu_load() / update_cpu_load_nohz().
4595          */
4596         this_rq->last_load_update_tick = jiffies;
4597         __update_cpu_load(this_rq, load, 1);
4598 }
4599
4600 /*
4601  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
4602  * according to the scheduling class and "nice" value.
4603  *
4604  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
4605  * balance conservatively.
4606  */
4607 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
4608 {
4609         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4610         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
4611
4612         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
4613                 return total;
4614
4615         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
4616 }
4617
4618 /*
4619  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
4620  * according to the scheduling class and "nice" value.
4621  */
4622 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
4623 {
4624         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4625         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
4626
4627         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
4628                 return total;
4629
4630         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
4631 }
4632
4633
4634 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
4635 {
4636         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4637         unsigned long nr_running = READ_ONCE(rq->cfs.h_nr_running);
4638         unsigned long load_avg = weighted_cpuload(cpu);
4639
4640         if (nr_running)
4641                 return load_avg / nr_running;
4642
4643         return 0;
4644 }
4645
4646 static void record_wakee(struct task_struct *p)
4647 {
4648         /*
4649          * Rough decay (wiping) for cost saving, don't worry
4650          * about the boundary, really active task won't care
4651          * about the loss.
4652          */
4653         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
4654                 current->wakee_flips >>= 1;
4655                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
4656         }
4657
4658         if (current->last_wakee != p) {
4659                 current->last_wakee = p;
4660                 current->wakee_flips++;
4661         }
4662 }
4663
4664 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
4665 {
4666         struct sched_entity *se = &p->se;
4667         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4668         u64 min_vruntime;
4669
4670 #ifndef CONFIG_64BIT
4671         u64 min_vruntime_copy;
4672
4673         do {
4674                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
4675                 smp_rmb();
4676                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4677         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
4678 #else
4679         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4680 #endif
4681
4682         se->vruntime -= min_vruntime;
4683         record_wakee(p);
4684 }
4685
4686 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4687 /*
4688  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
4689  *
4690  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
4691  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
4692  * can calculate the shift in shares.
4693  *
4694  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
4695  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
4696  * total group weight.
4697  *
4698  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
4699  * distribution (s_i) using:
4700  *
4701  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
4702  *
4703  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
4704  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
4705  * shares distribution (s_i):
4706  *
4707  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
4708  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
4709  *
4710  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
4711  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
4712  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
4713  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
4714  *
4715  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
4716  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
4717  *
4718  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
4719  *
4720  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
4721  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
4722  * weight and shares distributions like:
4723  *
4724  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
4725  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
4726  *
4727  * We can then compute the difference in effective weight by using:
4728  *
4729  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
4730  *
4731  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
4732  *
4733  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
4734  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
4735  * 4/7) times the weight of the group.
4736  */
4737 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4738 {
4739         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
4740
4741         if (!tg->parent)        /* the trivial, non-cgroup case */
4742                 return wl;
4743
4744         for_each_sched_entity(se) {
4745                 struct cfs_rq *cfs_rq = se->my_q;
4746                 long W, w = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
4747
4748                 tg = cfs_rq->tg;
4749
4750                 /*
4751                  * W = @wg + \Sum rw_j
4752                  */
4753                 W = wg + atomic_long_read(&tg->load_avg);
4754
4755                 /* Ensure \Sum rw_j >= rw_i */
4756                 W -= cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
4757                 W += w;
4758
4759                 /*
4760                  * w = rw_i + @wl
4761                  */
4762                 w += wl;
4763
4764                 /*
4765                  * wl = S * s'_i; see (2)
4766                  */
4767                 if (W > 0 && w < W)
4768                         wl = (w * (long)tg->shares) / W;
4769                 else
4770                         wl = tg->shares;
4771
4772                 /*
4773                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
4774                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
4775                  * calc_cfs_shares().
4776                  */
4777                 if (wl < MIN_SHARES)
4778                         wl = MIN_SHARES;
4779
4780                 /*
4781                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
4782                  */
4783                 wl -= se->avg.load_avg;
4784
4785                 /*
4786                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
4787                  * the final effective load change on the root group. Since
4788                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
4789                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
4790                  * resulting from this level per the above.
4791                  */
4792                 wg = 0;
4793         }
4794
4795         return wl;
4796 }
4797 #else
4798
4799 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4800 {
4801         return wl;
4802 }
4803
4804 #endif
4805
4806 /*
4807  * Returns the current capacity of cpu after applying both
4808  * cpu and freq scaling.
4809  */
4810 unsigned long capacity_curr_of(int cpu)
4811 {
4812         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig *
4813                arch_scale_freq_capacity(NULL, cpu)
4814                >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
4815 }
4816
4817 static inline bool energy_aware(void)
4818 {
4819         return sched_feat(ENERGY_AWARE);
4820 }
4821
4822 struct energy_env {
4823         struct sched_group      *sg_top;
4824         struct sched_group      *sg_cap;
4825         int                     cap_idx;
4826         int                     util_delta;
4827         int                     src_cpu;
4828         int                     dst_cpu;
4829         int                     energy;
4830         int                     payoff;
4831         struct task_struct      *task;
4832         struct {
4833                 int before;
4834                 int after;
4835                 int delta;
4836                 int diff;
4837         } nrg;
4838         struct {
4839                 int before;
4840                 int after;
4841                 int delta;
4842         } cap;
4843 };
4844
4845 /*
4846  * __cpu_norm_util() returns the cpu util relative to a specific capacity,
4847  * i.e. it's busy ratio, in the range [0..SCHED_LOAD_SCALE] which is useful for
4848  * energy calculations. Using the scale-invariant util returned by
4849  * cpu_util() and approximating scale-invariant util by:
4850  *
4851  *   util ~ (curr_freq/max_freq)*1024 * capacity_orig/1024 * running_time/time
4852  *
4853  * the normalized util can be found using the specific capacity.
4854  *
4855  *   capacity = capacity_orig * curr_freq/max_freq
4856  *
4857  *   norm_util = running_time/time ~ util/capacity
4858  */
4859 static unsigned long __cpu_norm_util(int cpu, unsigned long capacity, int delta)
4860 {
4861         int util = __cpu_util(cpu, delta);
4862
4863         if (util >= capacity)
4864                 return SCHED_CAPACITY_SCALE;
4865
4866         return (util << SCHED_CAPACITY_SHIFT)/capacity;
4867 }
4868
4869 static int calc_util_delta(struct energy_env *eenv, int cpu)
4870 {
4871         if (cpu == eenv->src_cpu)
4872                 return -eenv->util_delta;
4873         if (cpu == eenv->dst_cpu)
4874                 return eenv->util_delta;
4875         return 0;
4876 }
4877
4878 static
4879 unsigned long group_max_util(struct energy_env *eenv)
4880 {
4881         int i, delta;
4882         unsigned long max_util = 0;
4883
4884         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(eenv->sg_cap)) {
4885                 delta = calc_util_delta(eenv, i);
4886                 max_util = max(max_util, __cpu_util(i, delta));
4887         }
4888
4889         return max_util;
4890 }
4891
4892 /*
4893  * group_norm_util() returns the approximated group util relative to it's
4894  * current capacity (busy ratio) in the range [0..SCHED_LOAD_SCALE] for use in
4895  * energy calculations. Since task executions may or may not overlap in time in
4896  * the group the true normalized util is between max(cpu_norm_util(i)) and
4897  * sum(cpu_norm_util(i)) when iterating over all cpus in the group, i. The
4898  * latter is used as the estimate as it leads to a more pessimistic energy
4899  * estimate (more busy).
4900  */
4901 static unsigned
4902 long group_norm_util(struct energy_env *eenv, struct sched_group *sg)
4903 {
4904         int i, delta;
4905         unsigned long util_sum = 0;
4906         unsigned long capacity = sg->sge->cap_states[eenv->cap_idx].cap;
4907
4908         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
4909                 delta = calc_util_delta(eenv, i);
4910                 util_sum += __cpu_norm_util(i, capacity, delta);
4911         }
4912
4913         if (util_sum > SCHED_CAPACITY_SCALE)
4914                 return SCHED_CAPACITY_SCALE;
4915         return util_sum;
4916 }
4917
4918 static int find_new_capacity(struct energy_env *eenv,
4919         const struct sched_group_energy const *sge)
4920 {
4921         int idx;
4922         unsigned long util = group_max_util(eenv);
4923
4924         for (idx = 0; idx < sge->nr_cap_states; idx++) {
4925                 if (sge->cap_states[idx].cap >= util)
4926                         break;
4927         }
4928
4929         eenv->cap_idx = idx;
4930
4931         return idx;
4932 }
4933
4934 static int group_idle_state(struct sched_group *sg)
4935 {
4936         int i, state = INT_MAX;
4937
4938         /* Find the shallowest idle state in the sched group. */
4939         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg))
4940                 state = min(state, idle_get_state_idx(cpu_rq(i)));
4941
4942         /* Take non-cpuidle idling into account (active idle/arch_cpu_idle()) */
4943         state++;
4944
4945         return state;
4946 }
4947
4948 /*
4949  * sched_group_energy(): Computes the absolute energy consumption of cpus
4950  * belonging to the sched_group including shared resources shared only by
4951  * members of the group. Iterates over all cpus in the hierarchy below the
4952  * sched_group starting from the bottom working it's way up before going to
4953  * the next cpu until all cpus are covered at all levels. The current
4954  * implementation is likely to gather the same util statistics multiple times.
4955  * This can probably be done in a faster but more complex way.
4956  * Note: sched_group_energy() may fail when racing with sched_domain updates.
4957  */
4958 static int sched_group_energy(struct energy_env *eenv)
4959 {
4960         struct sched_domain *sd;
4961         int cpu, total_energy = 0;
4962         struct cpumask visit_cpus;
4963         struct sched_group *sg;
4964
4965         WARN_ON(!eenv->sg_top->sge);
4966
4967         cpumask_copy(&visit_cpus, sched_group_cpus(eenv->sg_top));
4968
4969         while (!cpumask_empty(&visit_cpus)) {
4970                 struct sched_group *sg_shared_cap = NULL;
4971
4972                 cpu = cpumask_first(&visit_cpus);
4973
4974                 /*
4975                  * Is the group utilization affected by cpus outside this
4976                  * sched_group?
4977                  */
4978                 sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_scs, cpu));
4979
4980                 if (!sd)
4981                         /*
4982                          * We most probably raced with hotplug; returning a
4983                          * wrong energy estimation is better than entering an
4984                          * infinite loop.
4985                          */
4986                         return -EINVAL;
4987
4988                 if (sd->parent)
4989                         sg_shared_cap = sd->parent->groups;
4990
4991                 for_each_domain(cpu, sd) {
4992                         sg = sd->groups;
4993
4994                         /* Has this sched_domain already been visited? */
4995                         if (sd->child && group_first_cpu(sg) != cpu)
4996                                 break;
4997
4998                         do {
4999                                 unsigned long group_util;
5000                                 int sg_busy_energy, sg_idle_energy;
5001                                 int cap_idx, idle_idx;
5002
5003                                 if (sg_shared_cap && sg_shared_cap->group_weight >= sg->group_weight)
5004                                         eenv->sg_cap = sg_shared_cap;
5005                                 else
5006                                         eenv->sg_cap = sg;
5007
5008                                 cap_idx = find_new_capacity(eenv, sg->sge);
5009
5010                                 if (sg->group_weight == 1) {
5011                                         /* Remove capacity of src CPU (before task move) */
5012                                         if (eenv->util_delta == 0 &&
5013                                             cpumask_test_cpu(eenv->src_cpu, sched_group_cpus(sg))) {
5014                                                 eenv->cap.before = sg->sge->cap_states[cap_idx].cap;
5015                                                 eenv->cap.delta -= eenv->cap.before;
5016                                         }
5017                                         /* Add capacity of dst CPU  (after task move) */
5018                                         if (eenv->util_delta != 0 &&
5019                                             cpumask_test_cpu(eenv->dst_cpu, sched_group_cpus(sg))) {
5020                                                 eenv->cap.after = sg->sge->cap_states[cap_idx].cap;
5021                                                 eenv->cap.delta += eenv->cap.after;
5022                                         }
5023                                 }
5024
5025                                 idle_idx = group_idle_state(sg);
5026                                 group_util = group_norm_util(eenv, sg);
5027                                 sg_busy_energy = (group_util * sg->sge->cap_states[cap_idx].power)
5028                                                                 >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
5029                                 sg_idle_energy = ((SCHED_LOAD_SCALE-group_util)
5030                                                                 * sg->sge->idle_states[idle_idx].power)
5031                                                                 >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
5032
5033                                 total_energy += sg_busy_energy + sg_idle_energy;
5034
5035                                 if (!sd->child)
5036                                         cpumask_xor(&visit_cpus, &visit_cpus, sched_group_cpus(sg));
5037
5038                                 if (cpumask_equal(sched_group_cpus(sg), sched_group_cpus(eenv->sg_top)))
5039                                         goto next_cpu;
5040
5041                         } while (sg = sg->next, sg != sd->groups);
5042                 }
5043 next_cpu:
5044                 cpumask_clear_cpu(cpu, &visit_cpus);
5045                 continue;
5046         }
5047
5048         eenv->energy = total_energy;
5049         return 0;
5050 }
5051
5052 static inline bool cpu_in_sg(struct sched_group *sg, int cpu)
5053 {
5054         return cpu != -1 && cpumask_test_cpu(cpu, sched_group_cpus(sg));
5055 }
5056
5057 /*
5058  * energy_diff(): Estimate the energy impact of changing the utilization
5059  * distribution. eenv specifies the change: utilisation amount, source, and
5060  * destination cpu. Source or destination cpu may be -1 in which case the
5061  * utilization is removed from or added to the system (e.g. task wake-up). If
5062  * both are specified, the utilization is migrated.
5063  */
5064 static inline int __energy_diff(struct energy_env *eenv)
5065 {
5066         struct sched_domain *sd;
5067         struct sched_group *sg;
5068         int sd_cpu = -1, energy_before = 0, energy_after = 0;
5069
5070         struct energy_env eenv_before = {
5071                 .util_delta     = 0,
5072                 .src_cpu        = eenv->src_cpu,
5073                 .dst_cpu        = eenv->dst_cpu,
5074                 .nrg            = { 0, 0, 0, 0},
5075                 .cap            = { 0, 0, 0 },
5076         };
5077
5078         if (eenv->src_cpu == eenv->dst_cpu)
5079                 return 0;
5080
5081         sd_cpu = (eenv->src_cpu != -1) ? eenv->src_cpu : eenv->dst_cpu;
5082         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_ea, sd_cpu));
5083
5084         if (!sd)
5085                 return 0; /* Error */
5086
5087         sg = sd->groups;
5088
5089         do {
5090                 if (cpu_in_sg(sg, eenv->src_cpu) || cpu_in_sg(sg, eenv->dst_cpu)) {
5091                         eenv_before.sg_top = eenv->sg_top = sg;
5092
5093                         if (sched_group_energy(&eenv_before))
5094                                 return 0; /* Invalid result abort */
5095                         energy_before += eenv_before.energy;
5096
5097                         /* Keep track of SRC cpu (before) capacity */
5098                         eenv->cap.before = eenv_before.cap.before;
5099                         eenv->cap.delta = eenv_before.cap.delta;
5100
5101                         if (sched_group_energy(eenv))
5102                                 return 0; /* Invalid result abort */
5103                         energy_after += eenv->energy;
5104                 }
5105         } while (sg = sg->next, sg != sd->groups);
5106
5107         eenv->nrg.before = energy_before;
5108         eenv->nrg.after = energy_after;
5109         eenv->nrg.diff = eenv->nrg.after - eenv->nrg.before;
5110         eenv->payoff = 0;
5111
5112         trace_sched_energy_diff(eenv->task,
5113                         eenv->src_cpu, eenv->dst_cpu, eenv->util_delta,
5114                         eenv->nrg.before, eenv->nrg.after, eenv->nrg.diff,
5115                         eenv->cap.before, eenv->cap.after, eenv->cap.delta,
5116                         eenv->nrg.delta, eenv->payoff);
5117
5118         return eenv->nrg.diff;
5119 }
5120
5121 #ifdef CONFIG_SCHED_TUNE
5122
5123 struct target_nrg schedtune_target_nrg;
5124
5125 /*
5126  * System energy normalization
5127  * Returns the normalized value, in the range [0..SCHED_LOAD_SCALE],
5128  * corresponding to the specified energy variation.
5129  */
5130 static inline int
5131 normalize_energy(int energy_diff)
5132 {
5133         u32 normalized_nrg;
5134 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5135         int max_delta;
5136
5137         /* Check for boundaries */
5138         max_delta  = schedtune_target_nrg.max_power;
5139         max_delta -= schedtune_target_nrg.min_power;
5140         WARN_ON(abs(energy_diff) >= max_delta);
5141 #endif
5142
5143         /* Do scaling using positive numbers to increase the range */
5144         normalized_nrg = (energy_diff < 0) ? -energy_diff : energy_diff;
5145
5146         /* Scale by energy magnitude */
5147         normalized_nrg <<= SCHED_LOAD_SHIFT;
5148
5149         /* Normalize on max energy for target platform */
5150         normalized_nrg = reciprocal_divide(
5151                         normalized_nrg, schedtune_target_nrg.rdiv);
5152
5153         return (energy_diff < 0) ? -normalized_nrg : normalized_nrg;
5154 }
5155
5156 static inline int
5157 energy_diff(struct energy_env *eenv)
5158 {
5159         int boost = schedtune_task_boost(eenv->task);
5160         int nrg_delta;
5161
5162         /* Conpute "absolute" energy diff */
5163         __energy_diff(eenv);
5164
5165         /* Return energy diff when boost margin is 0 */
5166         if (boost == 0)
5167                 return eenv->nrg.diff;
5168
5169         /* Compute normalized energy diff */
5170         nrg_delta = normalize_energy(eenv->nrg.diff);
5171         eenv->nrg.delta = nrg_delta;
5172
5173         eenv->payoff = schedtune_accept_deltas(
5174                         eenv->nrg.delta,
5175                         eenv->cap.delta,
5176                         eenv->task);
5177
5178         /*
5179          * When SchedTune is enabled, the energy_diff() function will return
5180          * the computed energy payoff value. Since the energy_diff() return
5181          * value is expected to be negative by its callers, this evaluation
5182          * function return a negative value each time the evaluation return a
5183          * positive payoff, which is the condition for the acceptance of
5184          * a scheduling decision
5185          */
5186         return -eenv->payoff;
5187 }
5188 #else /* CONFIG_SCHED_TUNE */
5189 #define energy_diff(eenv) __energy_diff(eenv)
5190 #endif
5191
5192 /*
5193  * Detect M:N waker/wakee relationships via a switching-frequency heuristic.
5194  * A waker of many should wake a different task than the one last awakened
5195  * at a frequency roughly N times higher than one of its wakees.  In order
5196  * to determine whether we should let the load spread vs consolodating to
5197  * shared cache, we look for a minimum 'flip' frequency of llc_size in one
5198  * partner, and a factor of lls_size higher frequency in the other.  With
5199  * both conditions met, we can be relatively sure that the relationship is
5200  * non-monogamous, with partner count exceeding socket size.  Waker/wakee
5201  * being client/server, worker/dispatcher, interrupt source or whatever is
5202  * irrelevant, spread criteria is apparent partner count exceeds socket size.
5203  */
5204 static int wake_wide(struct task_struct *p)
5205 {
5206         unsigned int master = current->wakee_flips;
5207         unsigned int slave = p->wakee_flips;
5208         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
5209
5210         if (master < slave)
5211                 swap(master, slave);
5212         if (slave < factor || master < slave * factor)
5213                 return 0;
5214         return 1;
5215 }
5216
5217 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
5218 {
5219         s64 this_load, load;
5220         s64 this_eff_load, prev_eff_load;
5221         int idx, this_cpu, prev_cpu;
5222         struct task_group *tg;
5223         unsigned long weight;
5224         int balanced;
5225
5226         idx       = sd->wake_idx;
5227         this_cpu  = smp_processor_id();
5228         prev_cpu  = task_cpu(p);
5229         load      = source_load(prev_cpu, idx);
5230         this_load = target_load(this_cpu, idx);
5231
5232         /*
5233          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
5234          * effect of the currently running task from the load
5235          * of the current CPU:
5236          */
5237         if (sync) {
5238                 tg = task_group(current);
5239                 weight = current->se.avg.load_avg;
5240
5241                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
5242                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
5243         }
5244
5245         tg = task_group(p);
5246         weight = p->se.avg.load_avg;
5247
5248         /*
5249          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
5250          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
5251          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
5252          * about that, so that's good too.
5253          *
5254          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
5255          * task to be woken on this_cpu.
5256          */
5257         this_eff_load = 100;
5258         this_eff_load *= capacity_of(prev_cpu);
5259
5260         prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
5261         prev_eff_load *= capacity_of(this_cpu);
5262
5263         if (this_load > 0) {
5264                 this_eff_load *= this_load +
5265                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
5266
5267                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
5268         }
5269
5270         balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
5271
5272         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
5273
5274         if (!balanced)
5275                 return 0;
5276
5277         schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
5278         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
5279
5280         return 1;
5281 }
5282
5283 static inline unsigned long task_util(struct task_struct *p)
5284 {
5285 #ifdef CONFIG_SCHED_WALT
5286         if (!walt_disabled && sysctl_sched_use_walt_task_util) {
5287                 unsigned long demand = p->ravg.demand;
5288                 return (demand << 10) / walt_ravg_window;
5289         }
5290 #endif
5291         return p->se.avg.util_avg;
5292 }
5293
5294 unsigned int capacity_margin = 1280; /* ~20% margin */
5295
5296 static inline unsigned long boosted_task_util(struct task_struct *task);
5297
5298 static inline bool __task_fits(struct task_struct *p, int cpu, int util)
5299 {
5300         unsigned long capacity = capacity_of(cpu);
5301
5302         util += boosted_task_util(p);
5303
5304         return (capacity * 1024) > (util * capacity_margin);
5305 }
5306
5307 static inline bool task_fits_max(struct task_struct *p, int cpu)
5308 {
5309         unsigned long capacity = capacity_of(cpu);
5310         unsigned long max_capacity = cpu_rq(cpu)->rd->max_cpu_capacity.val;
5311
5312         if (capacity == max_capacity)
5313                 return true;
5314
5315         if (capacity * capacity_margin > max_capacity * 1024)
5316                 return true;
5317
5318         return __task_fits(p, cpu, 0);
5319 }
5320
5321 static inline bool task_fits_spare(struct task_struct *p, int cpu)
5322 {
5323         return __task_fits(p, cpu, cpu_util(cpu));
5324 }
5325
5326 static bool cpu_overutilized(int cpu)
5327 {
5328         return (capacity_of(cpu) * 1024) < (cpu_util(cpu) * capacity_margin);
5329 }
5330
5331 #ifdef CONFIG_SCHED_TUNE
5332
5333 static long
5334 schedtune_margin(unsigned long signal, long boost)
5335 {
5336         long long margin = 0;
5337
5338         /*
5339          * Signal proportional compensation (SPC)
5340          *
5341          * The Boost (B) value is used to compute a Margin (M) which is
5342          * proportional to the complement of the original Signal (S):
5343          *   M = B * (SCHED_LOAD_SCALE - S), if B is positive
5344          *   M = B * S, if B is negative
5345          * The obtained M could be used by the caller to "boost" S.
5346          */
5347         if (boost >= 0) {
5348                 margin  = SCHED_LOAD_SCALE - signal;
5349                 margin *= boost;
5350         } else
5351                 margin = -signal * boost;
5352         /*
5353          * Fast integer division by constant:
5354          *  Constant   :                 (C) = 100
5355          *  Precision  : 0.1%            (P) = 0.1
5356          *  Reference  : C * 100 / P     (R) = 100000
5357          *
5358          * Thus:
5359          *  Shift bits : ceil(log(R,2))  (S) = 17
5360          *  Mult const : round(2^S/C)    (M) = 1311
5361          *
5362          *
5363          */
5364         margin  *= 1311;
5365         margin >>= 17;
5366
5367         if (boost < 0)
5368                 margin *= -1;
5369         return margin;
5370 }
5371
5372 static inline int
5373 schedtune_cpu_margin(unsigned long util, int cpu)
5374 {
5375         int boost = schedtune_cpu_boost(cpu);
5376
5377         if (boost == 0)
5378                 return 0;
5379
5380         return schedtune_margin(util, boost);
5381 }
5382
5383 static inline long
5384 schedtune_task_margin(struct task_struct *task)
5385 {
5386         int boost = schedtune_task_boost(task);
5387         unsigned long util;
5388         long margin;
5389
5390         if (boost == 0)
5391                 return 0;
5392
5393         util = task_util(task);
5394         margin = schedtune_margin(util, boost);
5395
5396         return margin;
5397 }
5398
5399 #else /* CONFIG_SCHED_TUNE */
5400
5401 static inline int
5402 schedtune_cpu_margin(unsigned long util, int cpu)
5403 {
5404         return 0;
5405 }
5406
5407 static inline int
5408 schedtune_task_margin(struct task_struct *task)
5409 {
5410         return 0;
5411 }
5412
5413 #endif /* CONFIG_SCHED_TUNE */
5414
5415 static inline unsigned long
5416 boosted_cpu_util(int cpu)
5417 {
5418         unsigned long util = cpu_util(cpu);
5419         long margin = schedtune_cpu_margin(util, cpu);
5420
5421         trace_sched_boost_cpu(cpu, util, margin);
5422
5423         return util + margin;
5424 }
5425
5426 static inline unsigned long
5427 boosted_task_util(struct task_struct *task)
5428 {
5429         unsigned long util = task_util(task);
5430         long margin = schedtune_task_margin(task);
5431
5432         trace_sched_boost_task(task, util, margin);
5433
5434         return util + margin;
5435 }
5436
5437 /*
5438  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
5439  * domain.
5440  */
5441 static struct sched_group *
5442 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5443                   int this_cpu, int sd_flag)
5444 {
5445         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
5446         struct sched_group *fit_group = NULL, *spare_group = NULL;
5447         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
5448         unsigned long fit_capacity = ULONG_MAX;
5449         unsigned long max_spare_capacity = capacity_margin - SCHED_LOAD_SCALE;
5450         int load_idx = sd->forkexec_idx;
5451         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
5452
5453         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
5454                 load_idx = sd->wake_idx;
5455
5456         do {
5457                 unsigned long load, avg_load, spare_capacity;
5458                 int local_group;
5459                 int i;
5460
5461                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
5462                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
5463                                         tsk_cpus_allowed(p)))
5464                         continue;
5465
5466                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
5467                                                sched_group_cpus(group));
5468
5469                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
5470                 avg_load = 0;
5471
5472                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
5473                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
5474                         if (local_group)
5475                                 load = source_load(i, load_idx);
5476                         else
5477                                 load = target_load(i, load_idx);
5478
5479                         avg_load += load;
5480
5481                         /*
5482                          * Look for most energy-efficient group that can fit
5483                          * that can fit the task.
5484                          */
5485                         if (capacity_of(i) < fit_capacity && task_fits_spare(p, i)) {
5486                                 fit_capacity = capacity_of(i);
5487                                 fit_group = group;
5488                         }
5489
5490                         /*
5491                          * Look for group which has most spare capacity on a
5492                          * single cpu.
5493                          */
5494                         spare_capacity = capacity_of(i) - cpu_util(i);
5495                         if (spare_capacity > max_spare_capacity) {
5496                                 max_spare_capacity = spare_capacity;
5497                                 spare_group = group;
5498                         }
5499                 }
5500
5501                 /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
5502                 avg_load = (avg_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) / group->sgc->capacity;
5503
5504                 if (local_group) {
5505                         this_load = avg_load;
5506                 } else if (avg_load < min_load) {
5507                         min_load = avg_load;
5508                         idlest = group;
5509                 }
5510         } while (group = group->next, group != sd->groups);
5511
5512         if (fit_group)
5513                 return fit_group;
5514
5515         if (spare_group)
5516                 return spare_group;
5517
5518         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
5519                 return NULL;
5520         return idlest;
5521 }
5522
5523 /*
5524  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
5525  */
5526 static int
5527 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
5528 {
5529         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
5530         unsigned int min_exit_latency = UINT_MAX;
5531         u64 latest_idle_timestamp = 0;
5532         int least_loaded_cpu = this_cpu;
5533         int shallowest_idle_cpu = -1;
5534         int i;
5535
5536         /* Traverse only the allowed CPUs */
5537         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
5538                 if (task_fits_spare(p, i)) {
5539                         struct rq *rq = cpu_rq(i);
5540                         struct cpuidle_state *idle = idle_get_state(rq);
5541                         if (idle && idle->exit_latency < min_exit_latency) {
5542                                 /*
5543                                  * We give priority to a CPU whose idle state
5544                                  * has the smallest exit latency irrespective
5545                                  * of any idle timestamp.
5546                                  */
5547                                 min_exit_latency = idle->exit_latency;
5548                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5549                                 shallowest_idle_cpu = i;
5550                         } else if (idle_cpu(i) &&
5551                                    (!idle || idle->exit_latency == min_exit_latency) &&
5552                                    rq->idle_stamp > latest_idle_timestamp) {
5553                                 /*
5554                                  * If equal or no active idle state, then
5555                                  * the most recently idled CPU might have
5556                                  * a warmer cache.
5557                                  */
5558                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5559                                 shallowest_idle_cpu = i;
5560                         } else if (shallowest_idle_cpu == -1) {
5561                                 /*
5562                                  * If we haven't found an idle CPU yet
5563                                  * pick a non-idle one that can fit the task as
5564                                  * fallback.
5565                                  */
5566                                 shallowest_idle_cpu = i;
5567                         }
5568                 } else if (shallowest_idle_cpu == -1) {
5569                         load = weighted_cpuload(i);
5570                         if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
5571                                 min_load = load;
5572                                 least_loaded_cpu = i;
5573                         }
5574                 }
5575         }
5576
5577         return shallowest_idle_cpu != -1 ? shallowest_idle_cpu : least_loaded_cpu;
5578 }
5579
5580 /*
5581  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
5582  */
5583 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
5584 {
5585         struct sched_domain *sd;
5586         struct sched_group *sg;
5587         int i = task_cpu(p);
5588         int best_idle = -1;
5589         int best_idle_cstate = -1;
5590         int best_idle_capacity = INT_MAX;
5591
5592         if (!sysctl_sched_cstate_aware) {
5593                 if (idle_cpu(target))
5594                         return target;
5595
5596                 /*
5597                  * If the prevous cpu is cache affine and idle, don't be stupid.
5598                  */
5599                 if (i != target && cpus_share_cache(i, target) && idle_cpu(i))
5600                         return i;
5601         }
5602
5603         /*
5604          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
5605          */
5606         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
5607         for_each_lower_domain(sd) {
5608                 sg = sd->groups;
5609                 do {
5610                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
5611                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
5612                                 goto next;
5613
5614                         if (sysctl_sched_cstate_aware) {
5615                                 for_each_cpu_and(i, tsk_cpus_allowed(p), sched_group_cpus(sg)) {
5616                                         struct rq *rq = cpu_rq(i);
5617                                         int idle_idx = idle_get_state_idx(rq);
5618                                         unsigned long new_usage = boosted_task_util(p);
5619                                         unsigned long capacity_orig = capacity_orig_of(i);
5620                                         if (new_usage > capacity_orig || !idle_cpu(i))
5621                                                 goto next;
5622
5623                                         if (i == target && new_usage <= capacity_curr_of(target))
5624                                                 return target;
5625
5626                                         if (best_idle < 0 || (idle_idx < best_idle_cstate && capacity_orig <= best_idle_capacity)) {
5627                                                 best_idle = i;
5628                                                 best_idle_cstate = idle_idx;
5629                                                 best_idle_capacity = capacity_orig;
5630                                         }
5631                                 }
5632                         } else {
5633                                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
5634                                         if (i == target || !idle_cpu(i))
5635                                                 goto next;
5636                                 }
5637
5638                                 target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
5639                                         tsk_cpus_allowed(p));
5640                                 goto done;
5641                         }
5642 next:
5643                         sg = sg->next;
5644                 } while (sg != sd->groups);
5645         }
5646         if (best_idle > 0)
5647                 target = best_idle;
5648
5649 done:
5650         return target;
5651 }
5652
5653 static inline int find_best_target(struct task_struct *p, bool boosted, bool prefer_idle)
5654 {
5655         int iter_cpu;
5656         int target_cpu = -1;
5657         int target_util = 0;
5658         int backup_capacity = 0;
5659         int best_idle_cpu = -1;
5660         int best_idle_cstate = INT_MAX;
5661         int backup_cpu = -1;
5662         unsigned long task_util_boosted, new_util;
5663
5664         task_util_boosted = boosted_task_util(p);
5665         for (iter_cpu = 0; iter_cpu < NR_CPUS; iter_cpu++) {
5666                 int cur_capacity;
5667                 struct rq *rq;
5668                 int idle_idx;
5669
5670                 /*
5671                  * Iterate from higher cpus for boosted tasks.
5672                  */
5673                 int i = boosted ? NR_CPUS-iter_cpu-1 : iter_cpu;
5674
5675                 if (!cpu_online(i) || !cpumask_test_cpu(i, tsk_cpus_allowed(p)))
5676                         continue;
5677
5678                 /*
5679                  * p's blocked utilization is still accounted for on prev_cpu
5680                  * so prev_cpu will receive a negative bias due to the double
5681                  * accounting. However, the blocked utilization may be zero.
5682                  */
5683                 new_util = cpu_util(i) + task_util_boosted;
5684
5685                 /*
5686                  * Ensure minimum capacity to grant the required boost.
5687                  * The target CPU can be already at a capacity level higher
5688                  * than the one required to boost the task.
5689                  */
5690                 if (new_util > capacity_orig_of(i))
5691                         continue;
5692
5693 #ifdef CONFIG_SCHED_WALT
5694                 if (walt_cpu_high_irqload(i))
5695                         continue;
5696 #endif
5697                 /*
5698                  * Unconditionally favoring tasks that prefer idle cpus to
5699                  * improve latency.
5700                  */
5701                 if (idle_cpu(i) && prefer_idle) {
5702                         if (best_idle_cpu < 0)
5703                                 best_idle_cpu = i;
5704                         continue;
5705                 }
5706
5707                 cur_capacity = capacity_curr_of(i);
5708                 rq = cpu_rq(i);
5709                 idle_idx = idle_get_state_idx(rq);
5710
5711                 if (new_util < cur_capacity) {
5712                         if (cpu_rq(i)->nr_running) {
5713                                 if (prefer_idle) {
5714                                         /* Find a target cpu with highest
5715                                          * utilization.
5716                                          */
5717                                         if (target_util == 0 ||
5718                                                 target_util < new_util) {
5719                                                 target_cpu = i;
5720                                                 target_util = new_util;
5721                                         }
5722                                 } else {
5723                                         /* Find a target cpu with lowest
5724                                          * utilization.
5725                                          */
5726                                         if (target_util == 0 ||
5727                                                 target_util > new_util) {
5728                                                 target_cpu = i;
5729                                                 target_util = new_util;
5730                                         }
5731                                 }
5732                         } else if (!prefer_idle) {
5733                                 if (best_idle_cpu < 0 ||
5734                                         (sysctl_sched_cstate_aware &&
5735                                                 best_idle_cstate > idle_idx)) {
5736                                         best_idle_cstate = idle_idx;
5737                                         best_idle_cpu = i;
5738                                 }
5739                         }
5740                 } else if (backup_capacity == 0 ||
5741                                 backup_capacity > cur_capacity) {
5742                         // Find a backup cpu with least capacity.
5743                         backup_capacity = cur_capacity;
5744                         backup_cpu = i;
5745                 }
5746         }
5747
5748         if (prefer_idle && best_idle_cpu >= 0)
5749                 target_cpu = best_idle_cpu;
5750         else if (target_cpu < 0)
5751                 target_cpu = best_idle_cpu >= 0 ? best_idle_cpu : backup_cpu;
5752
5753         return target_cpu;
5754 }
5755
5756 static int energy_aware_wake_cpu(struct task_struct *p, int target, int sync)
5757 {
5758         struct sched_domain *sd;
5759         struct sched_group *sg, *sg_target;
5760         int target_max_cap = INT_MAX;
5761         int target_cpu = task_cpu(p);
5762         unsigned long task_util_boosted, new_util;
5763         int i;
5764
5765         if (sysctl_sched_sync_hint_enable && sync) {
5766                 int cpu = smp_processor_id();
5767                 cpumask_t search_cpus;
5768                 cpumask_and(&search_cpus, tsk_cpus_allowed(p), cpu_online_mask);
5769                 if (cpumask_test_cpu(cpu, &search_cpus))
5770                         return cpu;
5771         }
5772
5773         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_ea, task_cpu(p)));
5774
5775         if (!sd)
5776                 return target;
5777
5778         sg = sd->groups;
5779         sg_target = sg;
5780
5781         if (sysctl_sched_is_big_little) {
5782
5783                 /*
5784                  * Find group with sufficient capacity. We only get here if no cpu is
5785                  * overutilized. We may end up overutilizing a cpu by adding the task,
5786                  * but that should not be any worse than select_idle_sibling().
5787                  * load_balance() should sort it out later as we get above the tipping
5788                  * point.
5789                  */
5790                 do {
5791                         /* Assuming all cpus are the same in group */
5792                         int max_cap_cpu = group_first_cpu(sg);
5793
5794                         /*
5795                          * Assume smaller max capacity means more energy-efficient.
5796                          * Ideally we should query the energy model for the right
5797                          * answer but it easily ends up in an exhaustive search.
5798                          */
5799                         if (capacity_of(max_cap_cpu) < target_max_cap &&
5800                             task_fits_max(p, max_cap_cpu)) {
5801                                 sg_target = sg;
5802                                 target_max_cap = capacity_of(max_cap_cpu);
5803                         }
5804                 } while (sg = sg->next, sg != sd->groups);
5805
5806                 task_util_boosted = boosted_task_util(p);
5807                 /* Find cpu with sufficient capacity */
5808                 for_each_cpu_and(i, tsk_cpus_allowed(p), sched_group_cpus(sg_target)) {
5809                         /*
5810                          * p's blocked utilization is still accounted for on prev_cpu
5811                          * so prev_cpu will receive a negative bias due to the double
5812                          * accounting. However, the blocked utilization may be zero.
5813                          */
5814                         new_util = cpu_util(i) + task_util_boosted;
5815
5816                         /*
5817                          * Ensure minimum capacity to grant the required boost.
5818                          * The target CPU can be already at a capacity level higher
5819                          * than the one required to boost the task.
5820                          */
5821                         if (new_util > capacity_orig_of(i))
5822                                 continue;
5823
5824                         if (new_util < capacity_curr_of(i)) {
5825                                 target_cpu = i;
5826                                 if (cpu_rq(i)->nr_running)
5827                                         break;
5828                         }
5829
5830                         /* cpu has capacity at higher OPP, keep it as fallback */
5831                         if (target_cpu == task_cpu(p))
5832                                 target_cpu = i;
5833                 }
5834         } else {
5835                 /*
5836                  * Find a cpu with sufficient capacity
5837                  */
5838 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHEDTUNE
5839                 bool boosted = schedtune_task_boost(p) > 0;
5840                 bool prefer_idle = schedtune_prefer_idle(p) > 0;
5841 #else
5842                 bool boosted = 0;
5843                 bool prefer_idle = 0;
5844 #endif
5845                 int tmp_target = find_best_target(p, boosted, prefer_idle);
5846                 if (tmp_target >= 0) {
5847                         target_cpu = tmp_target;
5848                         if ((boosted || prefer_idle) && idle_cpu(target_cpu))
5849                                 return target_cpu;
5850                 }
5851         }
5852
5853         if (target_cpu != task_cpu(p)) {
5854                 struct energy_env eenv = {
5855                         .util_delta     = task_util(p),
5856                         .src_cpu        = task_cpu(p),
5857                         .dst_cpu        = target_cpu,
5858                         .task           = p,
5859                 };
5860
5861                 /* Not enough spare capacity on previous cpu */
5862                 if (cpu_overutilized(task_cpu(p)))
5863                         return target_cpu;
5864
5865                 if (energy_diff(&eenv) >= 0)
5866                         return task_cpu(p);
5867         }
5868
5869         return target_cpu;
5870 }
5871
5872 /*
5873  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
5874  * that have the 'sd_flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
5875  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
5876  *
5877  * Balances load by selecting the idlest cpu in the idlest group, or under
5878  * certain conditions an idle sibling cpu if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
5879  *
5880  * Returns the target cpu number.
5881  *
5882  * preempt must be disabled.
5883  */
5884 static int
5885 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
5886 {
5887         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
5888         int cpu = smp_processor_id();
5889         int new_cpu = prev_cpu;
5890         int want_affine = 0;
5891         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
5892
5893         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
5894                 want_affine = (!wake_wide(p) && task_fits_max(p, cpu) &&
5895                               cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) ||
5896                               energy_aware();
5897
5898         rcu_read_lock();
5899         for_each_domain(cpu, tmp) {
5900                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
5901                         break;
5902
5903                 /*
5904                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
5905                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
5906                  */
5907                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
5908                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
5909                         affine_sd = tmp;
5910                         break;
5911                 }
5912
5913                 if (tmp->flags & sd_flag)
5914                         sd = tmp;
5915                 else if (!want_affine)
5916                         break;
5917         }
5918
5919         if (affine_sd) {
5920                 sd = NULL; /* Prefer wake_affine over balance flags */
5921                 if (cpu != prev_cpu && wake_affine(affine_sd, p, sync))
5922                         new_cpu = cpu;
5923         }
5924
5925         if (!sd) {
5926                 if (energy_aware() && !cpu_rq(cpu)->rd->overutilized)
5927                         new_cpu = energy_aware_wake_cpu(p, prev_cpu, sync);
5928                 else if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) /* XXX always ? */
5929                         new_cpu = select_idle_sibling(p, new_cpu);
5930
5931         } else while (sd) {
5932                 struct sched_group *group;
5933                 int weight;
5934
5935                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
5936                         sd = sd->child;
5937                         continue;
5938                 }
5939
5940                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, sd_flag);
5941                 if (!group) {
5942                         sd = sd->child;
5943                         continue;
5944                 }
5945
5946                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
5947                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
5948                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
5949                         sd = sd->child;
5950                         continue;
5951                 }
5952
5953                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
5954                 cpu = new_cpu;
5955                 weight = sd->span_weight;
5956                 sd = NULL;
5957                 for_each_domain(cpu, tmp) {
5958                         if (weight <= tmp->span_weight)
5959                                 break;
5960                         if (tmp->flags & sd_flag)
5961                                 sd = tmp;
5962                 }
5963                 /* while loop will break here if sd == NULL */
5964         }
5965         rcu_read_unlock();
5966
5967         return new_cpu;
5968 }
5969
5970 /*
5971  * Called immediately before a task is migrated to a new cpu; task_cpu(p) and
5972  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
5973  * previous cpu.  However, the caller only guarantees p->pi_lock is held; no
5974  * other assumptions, including the state of rq->lock, should be made.
5975  */
5976 static void migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p)
5977 {
5978         /*
5979          * We are supposed to update the task to "current" time, then its up to date
5980          * and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we have difficulty in getting
5981          * what current time is, so simply throw away the out-of-date time. This
5982          * will result in the wakee task is less decayed, but giving the wakee more
5983          * load sounds not bad.
5984          */
5985         remove_entity_load_avg(&p->se);
5986
5987         /* Tell new CPU we are migrated */
5988         p->se.avg.last_update_time = 0;
5989
5990         /* We have migrated, no longer consider this task hot */
5991         p->se.exec_start = 0;
5992 }
5993
5994 static void task_dead_fair(struct task_struct *p)
5995 {
5996         remove_entity_load_avg(&p->se);
5997 }
5998 #else
5999 #define task_fits_max(p, cpu) true
6000 #endif /* CONFIG_SMP */
6001
6002 static unsigned long
6003 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
6004 {
6005         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
6006
6007         /*
6008          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
6009          * to virtual-time in his units.
6010          *
6011          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
6012          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
6013          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
6014          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
6015          * be smaller, again penalizing the lighter task.
6016          *
6017          * This is especially important for buddies when the leftmost
6018          * task is higher priority than the buddy.
6019          */
6020         return calc_delta_fair(gran, se);
6021 }
6022
6023 /*
6024  * Should 'se' preempt 'curr'.
6025  *
6026  *             |s1
6027  *        |s2
6028  *   |s3
6029  *         g
6030  *      |<--->|c
6031  *
6032  *  w(c, s1) = -1
6033  *  w(c, s2) =  0
6034  *  w(c, s3) =  1
6035  *
6036  */
6037 static int
6038 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
6039 {
6040         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
6041
6042         if (vdiff <= 0)
6043                 return -1;
6044
6045         gran = wakeup_gran(curr, se);
6046         if (vdiff > gran)
6047                 return 1;
6048
6049         return 0;
6050 }
6051
6052 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
6053 {
6054         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
6055                 return;
6056
6057         for_each_sched_entity(se)
6058                 cfs_rq_of(se)->last = se;
6059 }
6060
6061 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
6062 {
6063         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
6064                 return;
6065
6066         for_each_sched_entity(se)
6067                 cfs_rq_of(se)->next = se;
6068 }
6069
6070 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
6071 {
6072         for_each_sched_entity(se)
6073                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
6074 }
6075
6076 /*
6077  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
6078  */
6079 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
6080 {
6081         struct task_struct *curr = rq->curr;
6082         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
6083         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
6084         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
6085         int next_buddy_marked = 0;
6086
6087         if (unlikely(se == pse))
6088                 return;
6089
6090         /*
6091          * This is possible from callers such as attach_tasks(), in which we
6092          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
6093          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
6094          * next-buddy nomination below.
6095          */
6096         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
6097                 return;
6098
6099         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
6100                 set_next_buddy(pse);
6101                 next_buddy_marked = 1;
6102         }
6103
6104         /*
6105          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
6106          * wake up path.
6107          *
6108          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
6109          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
6110          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
6111          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
6112          * below.
6113          */
6114         if (test_tsk_need_resched(curr))
6115                 return;
6116
6117         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
6118         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
6119             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
6120                 goto preempt;
6121
6122         /*
6123          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
6124          * is driven by the tick):
6125          */
6126         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
6127                 return;
6128
6129         find_matching_se(&se, &pse);
6130         update_curr(cfs_rq_of(se));
6131         BUG_ON(!pse);
6132         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
6133                 /*
6134                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
6135                  * triggering this preemption.
6136                  */
6137                 if (!next_buddy_marked)
6138                         set_next_buddy(pse);
6139                 goto preempt;
6140         }
6141
6142         return;
6143
6144 preempt:
6145         resched_curr(rq);
6146         /*
6147          * Only set the backward buddy when the current task is still
6148          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
6149          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
6150          * point, either of which can * drop the rq lock.
6151          *
6152          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
6153          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
6154          */
6155         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
6156                 return;
6157
6158         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
6159                 set_last_buddy(se);
6160 }
6161
6162 static struct task_struct *
6163 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
6164 {
6165         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
6166         struct sched_entity *se;
6167         struct task_struct *p;
6168         int new_tasks;
6169
6170 again:
6171 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6172         if (!cfs_rq->nr_running)
6173                 goto idle;
6174
6175         if (prev->sched_class != &fair_sched_class)
6176                 goto simple;
6177
6178         /*
6179          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
6180          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
6181          *
6182          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
6183          * hierarchy, only change the part that actually changes.
6184          */
6185
6186         do {
6187                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
6188
6189                 /*
6190                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
6191                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
6192                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
6193                  * forget we've ever seen it.
6194                  */
6195                 if (curr) {
6196                         if (curr->on_rq)
6197                                 update_curr(cfs_rq);
6198                         else
6199                                 curr = NULL;
6200
6201                         /*
6202                          * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the
6203                          * throttle and dequeue its entity in the parent(s).
6204                          * Therefore the 'simple' nr_running test will indeed
6205                          * be correct.
6206                          */
6207                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq)))
6208                                 goto simple;
6209                 }
6210
6211                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
6212                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6213         } while (cfs_rq);
6214
6215         p = task_of(se);
6216
6217         /*
6218          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
6219          * is a different task than we started out with, try and touch the
6220          * least amount of cfs_rqs.
6221          */
6222         if (prev != p) {
6223                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
6224
6225                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
6226                         int se_depth = se->depth;
6227                         int pse_depth = pse->depth;
6228
6229                         if (se_depth <= pse_depth) {
6230                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
6231                                 pse = parent_entity(pse);
6232                         }
6233                         if (se_depth >= pse_depth) {
6234                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
6235                                 se = parent_entity(se);
6236                         }
6237                 }
6238
6239                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
6240                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6241         }
6242
6243         if (hrtick_enabled(rq))
6244                 hrtick_start_fair(rq, p);
6245
6246         rq->misfit_task = !task_fits_max(p, rq->cpu);
6247
6248         return p;
6249 simple:
6250         cfs_rq = &rq->cfs;
6251 #endif
6252
6253         if (!cfs_rq->nr_running)
6254                 goto idle;
6255
6256         put_prev_task(rq, prev);
6257
6258         do {
6259                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
6260                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6261                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6262         } while (cfs_rq);
6263
6264         p = task_of(se);
6265
6266         if (hrtick_enabled(rq))
6267                 hrtick_start_fair(rq, p);
6268
6269         rq->misfit_task = !task_fits_max(p, rq->cpu);
6270
6271         return p;
6272
6273 idle:
6274         rq->misfit_task = 0;
6275         /*
6276          * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being picked
6277          * for load-balance and preemption/IRQs are still disabled avoiding
6278          * further scheduler activity on it and we're being very careful to
6279          * re-start the picking loop.
6280          */
6281         lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
6282         new_tasks = idle_balance(rq);
6283         lockdep_pin_lock(&rq->lock);
6284         /*
6285          * Because idle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
6286          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
6287          * must re-start the pick_next_entity() loop.
6288          */
6289         if (new_tasks < 0)
6290                 return RETRY_TASK;
6291
6292         if (new_tasks > 0)
6293                 goto again;
6294
6295         return NULL;
6296 }
6297
6298 /*
6299  * Account for a descheduled task:
6300  */
6301 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
6302 {
6303         struct sched_entity *se = &prev->se;
6304         struct cfs_rq *cfs_rq;
6305
6306         for_each_sched_entity(se) {
6307                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6308                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
6309         }
6310 }
6311
6312 /*
6313  * sched_yield() is very simple
6314  *
6315  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
6316  */
6317 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
6318 {
6319         struct task_struct *curr = rq->curr;
6320         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
6321         struct sched_entity *se = &curr->se;
6322
6323         /*
6324          * Are we the only task in the tree?
6325          */
6326         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
6327                 return;
6328
6329         clear_buddies(cfs_rq, se);
6330
6331         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
6332                 update_rq_clock(rq);
6333                 /*
6334                  * Update run-time statistics of the 'current'.
6335                  */
6336                 update_curr(cfs_rq);
6337                 /*
6338                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
6339                  * so we don't do microscopic update in schedule()
6340                  * and double the fastpath cost.
6341                  */
6342                 rq_clock_skip_update(rq, true);
6343         }
6344
6345         set_skip_buddy(se);
6346 }
6347
6348 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
6349 {
6350         struct sched_entity *se = &p->se;
6351
6352         /* throttled hierarchies are not runnable */
6353         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
6354                 return false;
6355
6356         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
6357         set_next_buddy(se);
6358
6359         yield_task_fair(rq);
6360
6361         return true;
6362 }
6363
6364 #ifdef CONFIG_SMP
6365 /**************************************************
6366  * Fair scheduling class load-balancing methods.
6367  *
6368  * BASICS
6369  *
6370  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
6371  * per-cpu scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
6372  * time to each task. This is expressed in the following equation:
6373  *
6374  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
6375  *
6376  * Where W_i,n is the n-th weight average for cpu i. The instantaneous weight
6377  * W_i,0 is defined as:
6378  *
6379  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
6380  *
6381  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on cpu i. This weight
6382  * is derived from the nice value as per prio_to_weight[].
6383  *
6384  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
6385  * weight:
6386  *
6387  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
6388  *
6389  * C_i is the compute capacity of cpu i, typically it is the
6390  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
6391  * can also include other factors [XXX].
6392  *
6393  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
6394  * directly from (1):
6395  *
6396  *   imb_i,j = max{ avg(W/C), W_i/C_i } - min{ avg(W/C), W_j/C_j }    (4)
6397  *
6398  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
6399  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
6400  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
6401  *
6402  * [XXX expand on:
6403  *     - infeasible weights;
6404  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
6405  *
6406  *
6407  * SCHED DOMAINS
6408  *
6409  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
6410  * for all i,j solution, we create a tree of cpus that follows the hardware
6411  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
6412  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of cpus going up the
6413  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
6414  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of cpus in
6415  * the groups.
6416  *
6417  * This yields:
6418  *
6419  *     log_2 n     1     n
6420  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
6421  *     i = 0      2^i   2^i
6422  *                               `- size of each group
6423  *         |         |     `- number of cpus doing load-balance
6424  *         |         `- freq
6425  *         `- sum over all levels
6426  *
6427  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
6428  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
6429  *
6430  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
6431  * to every other cpu in at most O(log n) steps:
6432  *
6433  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
6434  *
6435  *             log_2 n     
6436  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
6437  *             k = 0
6438  *
6439  * And you'll find that:
6440  *
6441  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
6442  *
6443  * Showing there's indeed a path between every cpu in at most O(log n) steps.
6444  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
6445  * of:
6446  *
6447  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
6448  *
6449  *
6450  * WORK CONSERVING
6451  *
6452  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
6453  * balancing is more aggressive and has the newly idle cpu iterate up the domain
6454  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
6455  *
6456  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
6457  * time.
6458  *
6459  * [XXX more?]
6460  *
6461  *
6462  * CGROUPS
6463  *
6464  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
6465  *
6466  *                                s_k,i
6467  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
6468  *                                 S_k
6469  *
6470  * Where
6471  *
6472  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
6473  *
6474  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on cpu i.
6475  *
6476  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
6477  * property.
6478  *
6479  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
6480  *      rewrite all of this once again.]
6481  */ 
6482
6483 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
6484
6485 enum fbq_type { regular, remote, all };
6486
6487 enum group_type {
6488         group_other = 0,
6489         group_misfit_task,
6490         group_imbalanced,
6491         group_overloaded,
6492 };
6493
6494 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
6495 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
6496 #define LBF_DST_PINNED  0x04
6497 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
6498
6499 struct lb_env {
6500         struct sched_domain     *sd;
6501
6502         struct rq               *src_rq;
6503         int                     src_cpu;
6504
6505         int                     dst_cpu;
6506         struct rq               *dst_rq;
6507
6508         struct cpumask          *dst_grpmask;
6509         int                     new_dst_cpu;
6510         enum cpu_idle_type      idle;
6511         long                    imbalance;
6512         unsigned int            src_grp_nr_running;
6513         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
6514         struct cpumask          *cpus;
6515
6516         unsigned int            flags;
6517
6518         unsigned int            loop;
6519         unsigned int            loop_break;
6520         unsigned int            loop_max;
6521
6522         enum fbq_type           fbq_type;
6523         enum group_type         busiest_group_type;
6524         struct list_head        tasks;
6525 };
6526
6527 /*
6528  * Is this task likely cache-hot:
6529  */
6530 static int task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6531 {
6532         s64 delta;
6533
6534         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6535
6536         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
6537                 return 0;
6538
6539         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
6540                 return 0;
6541
6542         /*
6543          * Buddy candidates are cache hot:
6544          */
6545         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && env->dst_rq->nr_running &&
6546                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
6547                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
6548                 return 1;
6549
6550         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
6551                 return 1;
6552         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
6553                 return 0;
6554
6555         delta = rq_clock_task(env->src_rq) - p->se.exec_start;
6556
6557         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
6558 }
6559
6560 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6561 /*
6562  * Returns 1, if task migration degrades locality
6563  * Returns 0, if task migration improves locality i.e migration preferred.
6564  * Returns -1, if task migration is not affected by locality.
6565  */
6566 static int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6567 {
6568         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
6569         unsigned long src_faults, dst_faults;
6570         int src_nid, dst_nid;
6571
6572         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
6573                 return -1;
6574
6575         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
6576                 return -1;
6577
6578         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
6579         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
6580
6581         if (src_nid == dst_nid)
6582                 return -1;
6583
6584         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
6585         if (src_nid == p->numa_preferred_nid) {
6586                 if (env->src_rq->nr_running > env->src_rq->nr_preferred_running)
6587                         return 1;
6588                 else
6589                         return -1;
6590         }
6591
6592         /* Encourage migration to the preferred node. */
6593         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
6594                 return 0;
6595
6596         if (numa_group) {
6597                 src_faults = group_faults(p, src_nid);
6598                 dst_faults = group_faults(p, dst_nid);
6599         } else {
6600                 src_faults = task_faults(p, src_nid);
6601                 dst_faults = task_faults(p, dst_nid);
6602         }
6603
6604         return dst_faults < src_faults;
6605 }
6606
6607 #else
6608 static inline int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
6609                                              struct lb_env *env)
6610 {
6611         return -1;
6612 }
6613 #endif
6614
6615 /*
6616  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
6617  */
6618 static
6619 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6620 {
6621         int tsk_cache_hot;
6622
6623         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6624
6625         /*
6626          * We do not migrate tasks that are:
6627          * 1) throttled_lb_pair, or
6628          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
6629          * 3) running (obviously), or
6630          * 4) are cache-hot on their current CPU.
6631          */
6632         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
6633                 return 0;
6634
6635         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
6636                 int cpu;
6637
6638                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
6639
6640                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
6641
6642                 /*
6643                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
6644                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
6645                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
6646                  *
6647                  * Also avoid computing new_dst_cpu if we have already computed
6648                  * one in current iteration.
6649                  */
6650                 if (!env->dst_grpmask || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
6651                         return 0;
6652
6653                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
6654                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
6655                         if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
6656                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
6657                                 env->new_dst_cpu = cpu;
6658                                 break;
6659                         }
6660                 }
6661
6662                 return 0;
6663         }
6664
6665         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
6666         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
6667
6668         if (task_running(env->src_rq, p)) {
6669                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
6670                 return 0;
6671         }
6672
6673         /*
6674          * Aggressive migration if:
6675          * 1) destination numa is preferred
6676          * 2) task is cache cold, or
6677          * 3) too many balance attempts have failed.
6678          */
6679         tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
6680         if (tsk_cache_hot == -1)
6681                 tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
6682
6683         if (tsk_cache_hot <= 0 ||
6684             env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
6685                 if (tsk_cache_hot == 1) {
6686                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
6687                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
6688                 }
6689                 return 1;
6690         }
6691
6692         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
6693         return 0;
6694 }
6695
6696 /*
6697  * detach_task() -- detach the task for the migration specified in env
6698  */
6699 static void detach_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6700 {
6701         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6702
6703         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
6704         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
6705         double_lock_balance(env->src_rq, env->dst_rq);
6706         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
6707         double_unlock_balance(env->src_rq, env->dst_rq);
6708 }
6709
6710 /*
6711  * detach_one_task() -- tries to dequeue exactly one task from env->src_rq, as
6712  * part of active balancing operations within "domain".
6713  *
6714  * Returns a task if successful and NULL otherwise.
6715  */
6716 static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
6717 {
6718         struct task_struct *p, *n;
6719
6720         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6721
6722         list_for_each_entry_safe(p, n, &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
6723                 if (!can_migrate_task(p, env))
6724                         continue;
6725
6726                 detach_task(p, env);
6727
6728                 /*
6729                  * Right now, this is only the second place where
6730                  * lb_gained[env->idle] is updated (other is detach_tasks)
6731                  * so we can safely collect stats here rather than
6732                  * inside detach_tasks().
6733                  */
6734                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
6735                 return p;
6736         }
6737         return NULL;
6738 }
6739
6740 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
6741
6742 /*
6743  * detach_tasks() -- tries to detach up to imbalance weighted load from
6744  * busiest_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
6745  *
6746  * Returns number of detached tasks if successful and 0 otherwise.
6747  */
6748 static int detach_tasks(struct lb_env *env)
6749 {
6750         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
6751         struct task_struct *p;
6752         unsigned long load;
6753         int detached = 0;
6754
6755         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6756
6757         if (env->imbalance <= 0)
6758                 return 0;
6759
6760         while (!list_empty(tasks)) {
6761                 /*
6762                  * We don't want to steal all, otherwise we may be treated likewise,
6763                  * which could at worst lead to a livelock crash.
6764                  */
6765                 if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->src_rq->nr_running <= 1)
6766                         break;
6767
6768                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
6769
6770                 env->loop++;
6771                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
6772                 if (env->loop > env->loop_max)
6773                         break;
6774
6775                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
6776                 if (env->loop > env->loop_break) {
6777                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
6778                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
6779                         break;
6780                 }
6781
6782                 if (!can_migrate_task(p, env))
6783                         goto next;
6784
6785                 load = task_h_load(p);
6786
6787                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
6788                         goto next;
6789
6790                 if ((load / 2) > env->imbalance)
6791                         goto next;
6792
6793                 detach_task(p, env);
6794                 list_add(&p->se.group_node, &env->tasks);
6795
6796                 detached++;
6797                 env->imbalance -= load;
6798
6799 #ifdef CONFIG_PREEMPT
6800                 /*
6801                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
6802                  * kernels will stop after the first task is detached to minimize
6803                  * the critical section.
6804                  */
6805                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6806                         break;
6807 #endif
6808
6809                 /*
6810                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
6811                  * weighted load.
6812                  */
6813                 if (env->imbalance <= 0)
6814                         break;
6815
6816                 continue;
6817 next:
6818                 list_move_tail(&p->se.group_node, tasks);
6819         }
6820
6821         /*
6822          * Right now, this is one of only two places we collect this stat
6823          * so we can safely collect detach_one_task() stats here rather
6824          * than inside detach_one_task().
6825          */
6826         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], detached);
6827
6828         return detached;
6829 }
6830
6831 /*
6832  * attach_task() -- attach the task detached by detach_task() to its new rq.
6833  */
6834 static void attach_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6835 {
6836         lockdep_assert_held(&rq->lock);
6837
6838         BUG_ON(task_rq(p) != rq);
6839         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
6840         activate_task(rq, p, 0);
6841         check_preempt_curr(rq, p, 0);
6842 }
6843
6844 /*
6845  * attach_one_task() -- attaches the task returned from detach_one_task() to
6846  * its new rq.
6847  */
6848 static void attach_one_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6849 {
6850         raw_spin_lock(&rq->lock);
6851         attach_task(rq, p);
6852         /*
6853          * We want to potentially raise target_cpu's OPP.
6854          */
6855         update_capacity_of(cpu_of(rq));
6856         raw_spin_unlock(&rq->lock);
6857 }
6858
6859 /*
6860  * attach_tasks() -- attaches all tasks detached by detach_tasks() to their
6861  * new rq.
6862  */
6863 static void attach_tasks(struct lb_env *env)
6864 {
6865         struct list_head *tasks = &env->tasks;
6866         struct task_struct *p;
6867
6868         raw_spin_lock(&env->dst_rq->lock);
6869
6870         while (!list_empty(tasks)) {
6871                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
6872                 list_del_init(&p->se.group_node);
6873
6874                 attach_task(env->dst_rq, p);
6875         }
6876
6877         /*
6878          * We want to potentially raise env.dst_cpu's OPP.
6879          */
6880         update_capacity_of(env->dst_cpu);
6881
6882         raw_spin_unlock(&env->dst_rq->lock);
6883 }
6884
6885 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6886 static void update_blocked_averages(int cpu)
6887 {
6888         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6889         struct cfs_rq *cfs_rq;
6890         unsigned long flags;
6891
6892         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6893         update_rq_clock(rq);
6894
6895         /*
6896          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
6897          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
6898          */
6899         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
6900                 /* throttled entities do not contribute to load */
6901                 if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
6902                         continue;
6903
6904                 if (update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_task(cfs_rq), cfs_rq))
6905                         update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
6906         }
6907         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6908 }
6909
6910 /*
6911  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
6912  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
6913  * group is a fraction of its parents load.
6914  */
6915 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
6916 {
6917         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
6918         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
6919         unsigned long now = jiffies;
6920         unsigned long load;
6921
6922         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
6923                 return;
6924
6925         cfs_rq->h_load_next = NULL;
6926         for_each_sched_entity(se) {
6927                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6928                 cfs_rq->h_load_next = se;
6929                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
6930                         break;
6931         }
6932
6933         if (!se) {
6934                 cfs_rq->h_load = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
6935                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
6936         }
6937
6938         while ((se = cfs_rq->h_load_next) != NULL) {
6939                 load = cfs_rq->h_load;
6940                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg,
6941                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
6942                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6943                 cfs_rq->h_load = load;
6944                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
6945         }
6946 }
6947
6948 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
6949 {
6950         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
6951
6952         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
6953         return div64_ul(p->se.avg.load_avg * cfs_rq->h_load,
6954                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
6955 }
6956 #else
6957 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
6958 {
6959         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6960         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
6961         unsigned long flags;
6962
6963         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6964         update_rq_clock(rq);
6965         update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_task(cfs_rq), cfs_rq);
6966         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6967 }
6968
6969 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
6970 {
6971         return p->se.avg.load_avg;
6972 }
6973 #endif
6974
6975 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
6976
6977 /*
6978  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
6979  */
6980 struct sg_lb_stats {
6981         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
6982         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
6983         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
6984         unsigned long load_per_task;
6985         unsigned long group_capacity;
6986         unsigned long group_util; /* Total utilization of the group */
6987         unsigned int sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
6988         unsigned int idle_cpus;
6989         unsigned int group_weight;
6990         enum group_type group_type;
6991         int group_no_capacity;
6992         int group_misfit_task; /* A cpu has a task too big for its capacity */
6993 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6994         unsigned int nr_numa_running;
6995         unsigned int nr_preferred_running;
6996 #endif
6997 };
6998
6999 /*
7000  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
7001  *               during load balancing.
7002  */
7003 struct sd_lb_stats {
7004         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
7005         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
7006         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
7007         unsigned long total_capacity;   /* Total capacity of all groups in sd */
7008         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
7009
7010         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
7011         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
7012 };
7013
7014 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
7015 {
7016         /*
7017          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
7018          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
7019          * We must however clear busiest_stat::avg_load because
7020          * update_sd_pick_busiest() reads this before assignment.
7021          */
7022         *sds = (struct sd_lb_stats){
7023                 .busiest = NULL,
7024                 .local = NULL,
7025                 .total_load = 0UL,
7026                 .total_capacity = 0UL,
7027                 .busiest_stat = {
7028                         .avg_load = 0UL,
7029                         .sum_nr_running = 0,
7030                         .group_type = group_other,
7031                 },
7032         };
7033 }
7034
7035 /**
7036  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
7037  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
7038  * @idle: The idle status of the CPU for whose sd load_idx is obtained.
7039  *
7040  * Return: The load index.
7041  */
7042 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
7043                                         enum cpu_idle_type idle)
7044 {
7045         int load_idx;
7046
7047         switch (idle) {
7048         case CPU_NOT_IDLE:
7049                 load_idx = sd->busy_idx;
7050                 break;
7051
7052         case CPU_NEWLY_IDLE:
7053                 load_idx = sd->newidle_idx;
7054                 break;
7055         default:
7056                 load_idx = sd->idle_idx;
7057                 break;
7058         }
7059
7060         return load_idx;
7061 }
7062
7063 static unsigned long scale_rt_capacity(int cpu)
7064 {
7065         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7066         u64 total, used, age_stamp, avg;
7067         s64 delta;
7068
7069         /*
7070          * Since we're reading these variables without serialization make sure
7071          * we read them once before doing sanity checks on them.
7072          */
7073         age_stamp = READ_ONCE(rq->age_stamp);
7074         avg = READ_ONCE(rq->rt_avg);
7075         delta = __rq_clock_broken(rq) - age_stamp;
7076
7077         if (unlikely(delta < 0))
7078                 delta = 0;
7079
7080         total = sched_avg_period() + delta;
7081
7082         used = div_u64(avg, total);
7083
7084         /*
7085          * deadline bandwidth is defined at system level so we must
7086          * weight this bandwidth with the max capacity of the system.
7087          * As a reminder, avg_bw is 20bits width and
7088          * scale_cpu_capacity is 10 bits width
7089          */
7090         used += div_u64(rq->dl.avg_bw, arch_scale_cpu_capacity(NULL, cpu));
7091
7092         if (likely(used < SCHED_CAPACITY_SCALE))
7093                 return SCHED_CAPACITY_SCALE - used;
7094
7095         return 1;
7096 }
7097
7098 void init_max_cpu_capacity(struct max_cpu_capacity *mcc)
7099 {
7100         raw_spin_lock_init(&mcc->lock);
7101         mcc->val = 0;
7102         mcc->cpu = -1;
7103 }
7104
7105 static void update_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7106 {
7107         unsigned long capacity = arch_scale_cpu_capacity(sd, cpu);
7108         struct sched_group *sdg = sd->groups;
7109         struct max_cpu_capacity *mcc;
7110         unsigned long max_capacity;
7111         int max_cap_cpu;
7112         unsigned long flags;
7113
7114         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig = capacity;
7115
7116         mcc = &cpu_rq(cpu)->rd->max_cpu_capacity;
7117
7118         raw_spin_lock_irqsave(&mcc->lock, flags);
7119         max_capacity = mcc->val;
7120         max_cap_cpu = mcc->cpu;
7121
7122         if ((max_capacity > capacity && max_cap_cpu == cpu) ||
7123             (max_capacity < capacity)) {
7124                 mcc->val = capacity;
7125                 mcc->cpu = cpu;
7126 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
7127                 raw_spin_unlock_irqrestore(&mcc->lock, flags);
7128                 printk_deferred(KERN_INFO "CPU%d: update max cpu_capacity %lu\n",
7129                                 cpu, capacity);
7130                 goto skip_unlock;
7131 #endif
7132         }
7133         raw_spin_unlock_irqrestore(&mcc->lock, flags);
7134
7135 skip_unlock: __attribute__ ((unused));
7136         capacity *= scale_rt_capacity(cpu);
7137         capacity >>= SCHED_CAPACITY_SHIFT;
7138
7139         if (!capacity)
7140                 capacity = 1;
7141
7142         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity = capacity;
7143         sdg->sgc->capacity = capacity;
7144         sdg->sgc->max_capacity = capacity;
7145 }
7146
7147 void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7148 {
7149         struct sched_domain *child = sd->child;
7150         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
7151         unsigned long capacity, max_capacity;
7152         unsigned long interval;
7153
7154         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
7155         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
7156         sdg->sgc->next_update = jiffies + interval;
7157
7158         if (!child) {
7159                 update_cpu_capacity(sd, cpu);
7160                 return;
7161         }
7162
7163         capacity = 0;
7164         max_capacity = 0;
7165
7166         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
7167                 /*
7168                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
7169                  * span the current group.
7170                  */
7171
7172                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg)) {
7173                         struct sched_group_capacity *sgc;
7174                         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7175
7176                         /*
7177                          * build_sched_domains() -> init_sched_groups_capacity()
7178                          * gets here before we've attached the domains to the
7179                          * runqueues.
7180                          *
7181                          * Use capacity_of(), which is set irrespective of domains
7182                          * in update_cpu_capacity().
7183                          *
7184                          * This avoids capacity from being 0 and
7185                          * causing divide-by-zero issues on boot.
7186                          */
7187                         if (unlikely(!rq->sd)) {
7188                                 capacity += capacity_of(cpu);
7189                         } else {
7190                                 sgc = rq->sd->groups->sgc;
7191                                 capacity += sgc->capacity;
7192                         }
7193
7194                         max_capacity = max(capacity, max_capacity);
7195                 }
7196         } else  {
7197                 /*
7198                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
7199                  * span the current group.
7200                  */ 
7201
7202                 group = child->groups;
7203                 do {
7204                         struct sched_group_capacity *sgc = group->sgc;
7205
7206                         capacity += sgc->capacity;
7207                         max_capacity = max(sgc->max_capacity, max_capacity);
7208                         group = group->next;
7209                 } while (group != child->groups);
7210         }
7211
7212         sdg->sgc->capacity = capacity;
7213         sdg->sgc->max_capacity = max_capacity;
7214 }
7215
7216 /*
7217  * Check whether the capacity of the rq has been noticeably reduced by side
7218  * activity. The imbalance_pct is used for the threshold.
7219  * Return true is the capacity is reduced
7220  */
7221 static inline int
7222 check_cpu_capacity(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
7223 {
7224         return ((rq->cpu_capacity * sd->imbalance_pct) <
7225                                 (rq->cpu_capacity_orig * 100));
7226 }
7227
7228 /*
7229  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
7230  * groups is inadequate due to tsk_cpus_allowed() constraints.
7231  *
7232  * Imagine a situation of two groups of 4 cpus each and 4 tasks each with a
7233  * cpumask covering 1 cpu of the first group and 3 cpus of the second group.
7234  * Something like:
7235  *
7236  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
7237  *              *     * * *
7238  *
7239  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
7240  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
7241  * cpu 3 and leave one of the cpus in the second group unused.
7242  *
7243  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
7244  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
7245  * moving tasks due to affinity constraints.
7246  *
7247  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
7248  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
7249  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
7250  * to create an effective group imbalance.
7251  *
7252  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
7253  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
7254  * subtle and fragile situation.
7255  */
7256
7257 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
7258 {
7259         return group->sgc->imbalance;
7260 }
7261
7262 /*
7263  * group_has_capacity returns true if the group has spare capacity that could
7264  * be used by some tasks.
7265  * We consider that a group has spare capacity if the  * number of task is
7266  * smaller than the number of CPUs or if the utilization is lower than the
7267  * available capacity for CFS tasks.
7268  * For the latter, we use a threshold to stabilize the state, to take into
7269  * account the variance of the tasks' load and to return true if the available
7270  * capacity in meaningful for the load balancer.
7271  * As an example, an available capacity of 1% can appear but it doesn't make
7272  * any benefit for the load balance.
7273  */
7274 static inline bool
7275 group_has_capacity(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
7276 {
7277         if (sgs->sum_nr_running < sgs->group_weight)
7278                 return true;
7279
7280         if ((sgs->group_capacity * 100) >
7281                         (sgs->group_util * env->sd->imbalance_pct))
7282                 return true;
7283
7284         return false;
7285 }
7286
7287 /*
7288  *  group_is_overloaded returns true if the group has more tasks than it can
7289  *  handle.
7290  *  group_is_overloaded is not equals to !group_has_capacity because a group
7291  *  with the exact right number of tasks, has no more spare capacity but is not
7292  *  overloaded so both group_has_capacity and group_is_overloaded return
7293  *  false.
7294  */
7295 static inline bool
7296 group_is_overloaded(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
7297 {
7298         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight)
7299                 return false;
7300
7301         if ((sgs->group_capacity * 100) <
7302                         (sgs->group_util * env->sd->imbalance_pct))
7303                 return true;
7304
7305         return false;
7306 }
7307
7308
7309 /*
7310  * group_smaller_cpu_capacity: Returns true if sched_group sg has smaller
7311  * per-cpu capacity than sched_group ref.
7312  */
7313 static inline bool
7314 group_smaller_cpu_capacity(struct sched_group *sg, struct sched_group *ref)
7315 {
7316         return sg->sgc->max_capacity + capacity_margin - SCHED_LOAD_SCALE <
7317                                                         ref->sgc->max_capacity;
7318 }
7319
7320 static inline enum
7321 group_type group_classify(struct sched_group *group,
7322                           struct sg_lb_stats *sgs)
7323 {
7324         if (sgs->group_no_capacity)
7325                 return group_overloaded;
7326
7327         if (sg_imbalanced(group))
7328                 return group_imbalanced;
7329
7330         if (sgs->group_misfit_task)
7331                 return group_misfit_task;
7332
7333         return group_other;
7334 }
7335
7336 /**
7337  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
7338  * @env: The load balancing environment.
7339  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
7340  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
7341  * @local_group: Does group contain this_cpu.
7342  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
7343  * @overload: Indicate more than one runnable task for any CPU.
7344  * @overutilized: Indicate overutilization for any CPU.
7345  */
7346 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
7347                         struct sched_group *group, int load_idx,
7348                         int local_group, struct sg_lb_stats *sgs,
7349                         bool *overload, bool *overutilized)
7350 {
7351         unsigned long load;
7352         int i, nr_running;
7353
7354         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
7355
7356         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
7357                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
7358
7359                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
7360                 if (local_group)
7361                         load = target_load(i, load_idx);
7362                 else
7363                         load = source_load(i, load_idx);
7364
7365                 sgs->group_load += load;
7366                 sgs->group_util += cpu_util(i);
7367                 sgs->sum_nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
7368
7369                 nr_running = rq->nr_running;
7370                 if (nr_running > 1)
7371                         *overload = true;
7372
7373 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7374                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
7375                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
7376 #endif
7377                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
7378                 /*
7379                  * No need to call idle_cpu() if nr_running is not 0
7380                  */
7381                 if (!nr_running && idle_cpu(i))
7382                         sgs->idle_cpus++;
7383
7384                 if (cpu_overutilized(i)) {
7385                         *overutilized = true;
7386                         if (!sgs->group_misfit_task && rq->misfit_task)
7387                                 sgs->group_misfit_task = capacity_of(i);
7388                 }
7389         }
7390
7391         /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
7392         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
7393         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_CAPACITY_SCALE) / sgs->group_capacity;
7394
7395         if (sgs->sum_nr_running)
7396                 sgs->load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
7397
7398         sgs->group_weight = group->group_weight;
7399
7400         sgs->group_no_capacity = group_is_overloaded(env, sgs);
7401         sgs->group_type = group_classify(group, sgs);
7402 }
7403
7404 /**
7405  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
7406  * @env: The load balancing environment.
7407  * @sds: sched_domain statistics
7408  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
7409  * @sgs: sched_group statistics
7410  *
7411  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
7412  * busiest group.
7413  *
7414  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
7415  * busiest group. %false otherwise.
7416  */
7417 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
7418                                    struct sd_lb_stats *sds,
7419                                    struct sched_group *sg,
7420                                    struct sg_lb_stats *sgs)
7421 {
7422         struct sg_lb_stats *busiest = &sds->busiest_stat;
7423
7424         if (sgs->group_type > busiest->group_type)
7425                 return true;
7426
7427         if (sgs->group_type < busiest->group_type)
7428                 return false;
7429
7430         /*
7431          * Candidate sg doesn't face any serious load-balance problems
7432          * so don't pick it if the local sg is already filled up.
7433          */
7434         if (sgs->group_type == group_other &&
7435             !group_has_capacity(env, &sds->local_stat))
7436                 return false;
7437
7438         if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
7439                 return false;
7440
7441         /*
7442          * Candiate sg has no more than one task per cpu and has higher
7443          * per-cpu capacity. No reason to pull tasks to less capable cpus.
7444          */
7445         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight &&
7446             group_smaller_cpu_capacity(sds->local, sg))
7447                 return false;
7448
7449         /* This is the busiest node in its class. */
7450         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
7451                 return true;
7452
7453         /*
7454          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
7455          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
7456          * higher than ourself as busy.
7457          */
7458         if (sgs->sum_nr_running && env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
7459                 if (!sds->busiest)
7460                         return true;
7461
7462                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
7463                         return true;
7464         }
7465
7466         return false;
7467 }
7468
7469 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7470 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
7471 {
7472         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_numa_running)
7473                 return regular;
7474         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
7475                 return remote;
7476         return all;
7477 }
7478
7479 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
7480 {
7481         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
7482                 return regular;
7483         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
7484                 return remote;
7485         return all;
7486 }
7487 #else
7488 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
7489 {
7490         return all;
7491 }
7492
7493 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
7494 {
7495         return regular;
7496 }
7497 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
7498
7499 /**
7500  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
7501  * @env: The load balancing environment.
7502  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
7503  */
7504 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
7505 {
7506         struct sched_domain *child = env->sd->child;
7507         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
7508         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
7509         int load_idx, prefer_sibling = 0;
7510         bool overload = false, overutilized = false;
7511
7512         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
7513                 prefer_sibling = 1;
7514
7515         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
7516
7517         do {
7518                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
7519                 int local_group;
7520
7521                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
7522                 if (local_group) {
7523                         sds->local = sg;
7524                         sgs = &sds->local_stat;
7525
7526                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
7527                             time_after_eq(jiffies, sg->sgc->next_update))
7528                                 update_group_capacity(env->sd, env->dst_cpu);
7529                 }
7530
7531                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, sgs,
7532                                                 &overload, &overutilized);
7533
7534                 if (local_group)
7535                         goto next_group;
7536
7537                 /*
7538                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
7539                  * first, lower the sg capacity so that we'll try
7540                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
7541                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
7542                  * these excess tasks. The extra check prevents the case where
7543                  * you always pull from the heaviest group when it is already
7544                  * under-utilized (possible with a large weight task outweighs
7545                  * the tasks on the system).
7546                  */
7547                 if (prefer_sibling && sds->local &&
7548                     group_has_capacity(env, &sds->local_stat) &&
7549                     (sgs->sum_nr_running > 1)) {
7550                         sgs->group_no_capacity = 1;
7551                         sgs->group_type = group_classify(sg, sgs);
7552                 }
7553
7554                 /*
7555                  * Ignore task groups with misfit tasks if local group has no
7556                  * capacity or if per-cpu capacity isn't higher.
7557                  */
7558                 if (sgs->group_type == group_misfit_task &&
7559                     (!group_has_capacity(env, &sds->local_stat) ||
7560                      !group_smaller_cpu_capacity(sg, sds->local)))
7561                         sgs->group_type = group_other;
7562
7563                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
7564                         sds->busiest = sg;
7565                         sds->busiest_stat = *sgs;
7566                 }
7567
7568 next_group:
7569                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
7570                 sds->total_load += sgs->group_load;
7571                 sds->total_capacity += sgs->group_capacity;
7572
7573                 sg = sg->next;
7574         } while (sg != env->sd->groups);
7575
7576         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
7577                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
7578
7579         env->src_grp_nr_running = sds->busiest_stat.sum_nr_running;
7580
7581         if (!env->sd->parent) {
7582                 /* update overload indicator if we are at root domain */
7583                 if (env->dst_rq->rd->overload != overload)
7584                         env->dst_rq->rd->overload = overload;
7585
7586                 /* Update over-utilization (tipping point, U >= 0) indicator */
7587                 if (env->dst_rq->rd->overutilized != overutilized) {
7588                         env->dst_rq->rd->overutilized = overutilized;
7589                         trace_sched_overutilized(overutilized);
7590                 }
7591         } else {
7592                 if (!env->dst_rq->rd->overutilized && overutilized) {
7593                         env->dst_rq->rd->overutilized = true;
7594                         trace_sched_overutilized(true);
7595                 }
7596         }
7597
7598 }
7599
7600 /**
7601  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
7602  *                      sched doman.
7603  *
7604  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
7605  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
7606  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
7607  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
7608  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
7609  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
7610  *
7611  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
7612  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
7613  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
7614  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
7615  * number.
7616  *
7617  * Return: 1 when packing is required and a task should be moved to
7618  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
7619  *
7620  * @env: The load balancing environment.
7621  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
7622  */
7623 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
7624 {
7625         int busiest_cpu;
7626
7627         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
7628                 return 0;
7629
7630         if (!sds->busiest)
7631                 return 0;
7632
7633         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
7634         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
7635                 return 0;
7636
7637         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
7638                 sds->busiest_stat.avg_load * sds->busiest_stat.group_capacity,
7639                 SCHED_CAPACITY_SCALE);
7640
7641         return 1;
7642 }
7643
7644 /**
7645  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
7646  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
7647  *                      load balancing.
7648  * @env: The load balancing environment.
7649  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
7650  */
7651 static inline
7652 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
7653 {
7654         unsigned long tmp, capa_now = 0, capa_move = 0;
7655         unsigned int imbn = 2;
7656         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
7657         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
7658
7659         local = &sds->local_stat;
7660         busiest = &sds->busiest_stat;
7661
7662         if (!local->sum_nr_running)
7663                 local->load_per_task = cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
7664         else if (busiest->load_per_task > local->load_per_task)
7665                 imbn = 1;
7666
7667         scaled_busy_load_per_task =
7668                 (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
7669                 busiest->group_capacity;
7670
7671         if (busiest->avg_load + scaled_busy_load_per_task >=
7672             local->avg_load + (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
7673                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
7674                 return;
7675         }
7676
7677         /*
7678          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
7679          * however we may be able to increase total CPU capacity used by
7680          * moving them.
7681          */
7682
7683         capa_now += busiest->group_capacity *
7684                         min(busiest->load_per_task, busiest->avg_load);
7685         capa_now += local->group_capacity *
7686                         min(local->load_per_task, local->avg_load);
7687         capa_now /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
7688
7689         /* Amount of load we'd subtract */
7690         if (busiest->avg_load > scaled_busy_load_per_task) {
7691                 capa_move += busiest->group_capacity *
7692                             min(busiest->load_per_task,
7693                                 busiest->avg_load - scaled_busy_load_per_task);
7694         }
7695
7696         /* Amount of load we'd add */
7697         if (busiest->avg_load * busiest->group_capacity <
7698             busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) {
7699                 tmp = (busiest->avg_load * busiest->group_capacity) /
7700                       local->group_capacity;
7701         } else {
7702                 tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
7703                       local->group_capacity;
7704         }
7705         capa_move += local->group_capacity *
7706                     min(local->load_per_task, local->avg_load + tmp);
7707         capa_move /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
7708
7709         /* Move if we gain throughput */
7710         if (capa_move > capa_now)
7711                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
7712 }
7713
7714 /**
7715  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
7716  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
7717  * @env: load balance environment
7718  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
7719  */
7720 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
7721 {
7722         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
7723         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
7724
7725         local = &sds->local_stat;
7726         busiest = &sds->busiest_stat;
7727
7728         if (busiest->group_type == group_imbalanced) {
7729                 /*
7730                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
7731                  * to ensure cpu-load equilibrium, look at wider averages. XXX
7732                  */
7733                 busiest->load_per_task =
7734                         min(busiest->load_per_task, sds->avg_load);
7735         }
7736
7737         /*
7738          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
7739          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
7740          * its cpu_capacity, while calculating max_load..)
7741          */
7742         if (busiest->avg_load <= sds->avg_load ||
7743             local->avg_load >= sds->avg_load) {
7744                 /* Misfitting tasks should be migrated in any case */
7745                 if (busiest->group_type == group_misfit_task) {
7746                         env->imbalance = busiest->group_misfit_task;
7747                         return;
7748                 }
7749
7750                 /*
7751                  * Busiest group is overloaded, local is not, use the spare
7752                  * cycles to maximize throughput
7753                  */
7754                 if (busiest->group_type == group_overloaded &&
7755                     local->group_type <= group_misfit_task) {
7756                         env->imbalance = busiest->load_per_task;
7757                         return;
7758                 }
7759
7760                 env->imbalance = 0;
7761                 return fix_small_imbalance(env, sds);
7762         }
7763
7764         /*
7765          * If there aren't any idle cpus, avoid creating some.
7766          */
7767         if (busiest->group_type == group_overloaded &&
7768             local->group_type   == group_overloaded) {
7769                 load_above_capacity = busiest->sum_nr_running *
7770                                         SCHED_LOAD_SCALE;
7771                 if (load_above_capacity > busiest->group_capacity)
7772                         load_above_capacity -= busiest->group_capacity;
7773                 else
7774                         load_above_capacity = ~0UL;
7775         }
7776
7777         /*
7778          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
7779          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
7780          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
7781          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
7782          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
7783          * for the minimum possible imbalance.
7784          */
7785         max_pull = min(busiest->avg_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
7786
7787         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
7788         env->imbalance = min(
7789                 max_pull * busiest->group_capacity,
7790                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_capacity
7791         ) / SCHED_CAPACITY_SCALE;
7792
7793         /* Boost imbalance to allow misfit task to be balanced. */
7794         if (busiest->group_type == group_misfit_task)
7795                 env->imbalance = max_t(long, env->imbalance,
7796                                      busiest->group_misfit_task);
7797
7798         /*
7799          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
7800          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
7801          * a think about bumping its value to force at least one task to be
7802          * moved
7803          */
7804         if (env->imbalance < busiest->load_per_task)
7805                 return fix_small_imbalance(env, sds);
7806 }
7807
7808 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
7809
7810 /**
7811  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
7812  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
7813  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
7814  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
7815  * such a group exists.
7816  *
7817  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
7818  * to restore balance.
7819  *
7820  * @env: The load balancing environment.
7821  *
7822  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
7823  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
7824  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
7825  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
7826  */
7827 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
7828 {
7829         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
7830         struct sd_lb_stats sds;
7831
7832         init_sd_lb_stats(&sds);
7833
7834         /*
7835          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
7836          * this level.
7837          */
7838         update_sd_lb_stats(env, &sds);
7839
7840         if (energy_aware() && !env->dst_rq->rd->overutilized)
7841                 goto out_balanced;
7842
7843         local = &sds.local_stat;
7844         busiest = &sds.busiest_stat;
7845
7846         /* ASYM feature bypasses nice load balance check */
7847         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
7848             check_asym_packing(env, &sds))
7849                 return sds.busiest;
7850
7851         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
7852         if (!sds.busiest || busiest->sum_nr_running == 0)
7853                 goto out_balanced;
7854
7855         sds.avg_load = (SCHED_CAPACITY_SCALE * sds.total_load)
7856                                                 / sds.total_capacity;
7857
7858         /*
7859          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
7860          * work because they assume all things are equal, which typically
7861          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
7862          */
7863         if (busiest->group_type == group_imbalanced)
7864                 goto force_balance;
7865
7866         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
7867         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && group_has_capacity(env, local) &&
7868             busiest->group_no_capacity)
7869                 goto force_balance;
7870
7871         /* Misfitting tasks should be dealt with regardless of the avg load */
7872         if (busiest->group_type == group_misfit_task) {
7873                 goto force_balance;
7874         }
7875
7876         /*
7877          * If the local group is busier than the selected busiest group
7878          * don't try and pull any tasks.
7879          */
7880         if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
7881                 goto out_balanced;
7882
7883         /*
7884          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
7885          * average load.
7886          */
7887         if (local->avg_load >= sds.avg_load)
7888                 goto out_balanced;
7889
7890         if (env->idle == CPU_IDLE) {
7891                 /*
7892                  * This cpu is idle. If the busiest group is not overloaded
7893                  * and there is no imbalance between this and busiest group
7894                  * wrt idle cpus, it is balanced. The imbalance becomes
7895                  * significant if the diff is greater than 1 otherwise we
7896                  * might end up to just move the imbalance on another group
7897                  */
7898                 if ((busiest->group_type != group_overloaded) &&
7899                     (local->idle_cpus <= (busiest->idle_cpus + 1)) &&
7900                     !group_smaller_cpu_capacity(sds.busiest, sds.local))
7901                         goto out_balanced;
7902         } else {
7903                 /*
7904                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
7905                  * imbalance_pct to be conservative.
7906                  */
7907                 if (100 * busiest->avg_load <=
7908                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
7909                         goto out_balanced;
7910         }
7911
7912 force_balance:
7913         env->busiest_group_type = busiest->group_type;
7914         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
7915         calculate_imbalance(env, &sds);
7916         return sds.busiest;
7917
7918 out_balanced:
7919         env->imbalance = 0;
7920         return NULL;
7921 }
7922
7923 /*
7924  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
7925  */
7926 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
7927                                      struct sched_group *group)
7928 {
7929         struct rq *busiest = NULL, *rq;
7930         unsigned long busiest_load = 0, busiest_capacity = 1;
7931         int i;
7932
7933         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
7934                 unsigned long capacity, wl;
7935                 enum fbq_type rt;
7936
7937                 rq = cpu_rq(i);
7938                 rt = fbq_classify_rq(rq);
7939
7940                 /*
7941                  * We classify groups/runqueues into three groups:
7942                  *  - regular: there are !numa tasks
7943                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
7944                  *  - all:     there is no distinction
7945                  *
7946                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
7947                  * ignore those when there's better options.
7948                  *
7949                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
7950                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
7951                  * queue by moving tasks around inside the node.
7952                  *
7953                  * If we cannot move enough load due to this classification
7954                  * the next pass will adjust the group classification and
7955                  * allow migration of more tasks.
7956                  *
7957                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
7958                  */
7959                 if (rt > env->fbq_type)
7960                         continue;
7961
7962                 capacity = capacity_of(i);
7963
7964                 wl = weighted_cpuload(i);
7965
7966                 /*
7967                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
7968                  * which is not scaled with the cpu capacity.
7969                  */
7970
7971                 if (rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance &&
7972                     !check_cpu_capacity(rq, env->sd) &&
7973                     env->busiest_group_type != group_misfit_task)
7974                         continue;
7975
7976                 /*
7977                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
7978                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu capacity, so
7979                  * that the load can be moved away from the cpu that is
7980                  * potentially running at a lower capacity.
7981                  *
7982                  * Thus we're looking for max(wl_i / capacity_i), crosswise
7983                  * multiplication to rid ourselves of the division works out
7984                  * to: wl_i * capacity_j > wl_j * capacity_i;  where j is
7985                  * our previous maximum.
7986                  */
7987                 if (wl * busiest_capacity > busiest_load * capacity) {
7988                         busiest_load = wl;
7989                         busiest_capacity = capacity;
7990                         busiest = rq;
7991                 }
7992         }
7993
7994         return busiest;
7995 }
7996
7997 /*
7998  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
7999  * so long as it is large enough.
8000  */
8001 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
8002
8003 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
8004 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
8005
8006 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
8007 {
8008         struct sched_domain *sd = env->sd;
8009
8010         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
8011
8012                 /*
8013                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
8014                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
8015                  * lowest numbered CPUs.
8016                  */
8017                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
8018                         return 1;
8019         }
8020
8021         /*
8022          * The dst_cpu is idle and the src_cpu CPU has only 1 CFS task.
8023          * It's worth migrating the task if the src_cpu's capacity is reduced
8024          * because of other sched_class or IRQs if more capacity stays
8025          * available on dst_cpu.
8026          */
8027         if ((env->idle != CPU_NOT_IDLE) &&
8028             (env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1)) {
8029                 if ((check_cpu_capacity(env->src_rq, sd)) &&
8030                     (capacity_of(env->src_cpu)*sd->imbalance_pct < capacity_of(env->dst_cpu)*100))
8031                         return 1;
8032         }
8033
8034         if ((capacity_of(env->src_cpu) < capacity_of(env->dst_cpu)) &&
8035                                 env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1 &&
8036                                 cpu_overutilized(env->src_cpu) &&
8037                                 !cpu_overutilized(env->dst_cpu)) {
8038                         return 1;
8039         }
8040
8041         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
8042 }
8043
8044 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
8045
8046 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
8047 {
8048         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
8049         struct cpumask *sg_cpus, *sg_mask;
8050         int cpu, balance_cpu = -1;
8051
8052         /*
8053          * In the newly idle case, we will allow all the cpu's
8054          * to do the newly idle load balance.
8055          */
8056         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
8057                 return 1;
8058
8059         sg_cpus = sched_group_cpus(sg);
8060         sg_mask = sched_group_mask(sg);
8061         /* Try to find first idle cpu */
8062         for_each_cpu_and(cpu, sg_cpus, env->cpus) {
8063                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, sg_mask) || !idle_cpu(cpu))
8064                         continue;
8065
8066                 balance_cpu = cpu;
8067                 break;
8068         }
8069
8070         if (balance_cpu == -1)
8071                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
8072
8073         /*
8074          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
8075          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
8076          */
8077         return balance_cpu == env->dst_cpu;
8078 }
8079
8080 /*
8081  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
8082  * tasks if there is an imbalance.
8083  */
8084 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
8085                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
8086                         int *continue_balancing)
8087 {
8088         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
8089         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
8090         struct sched_group *group;
8091         struct rq *busiest;
8092         unsigned long flags;
8093         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(load_balance_mask);
8094
8095         struct lb_env env = {
8096                 .sd             = sd,
8097                 .dst_cpu        = this_cpu,
8098                 .dst_rq         = this_rq,
8099                 .dst_grpmask    = sched_group_cpus(sd->groups),
8100                 .idle           = idle,
8101                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
8102                 .cpus           = cpus,
8103                 .fbq_type       = all,
8104                 .tasks          = LIST_HEAD_INIT(env.tasks),
8105         };
8106
8107         /*
8108          * For NEWLY_IDLE load_balancing, we don't need to consider
8109          * other cpus in our group
8110          */
8111         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
8112                 env.dst_grpmask = NULL;
8113
8114         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
8115
8116         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
8117
8118 redo:
8119         if (!should_we_balance(&env)) {
8120                 *continue_balancing = 0;
8121                 goto out_balanced;
8122         }
8123
8124         group = find_busiest_group(&env);
8125         if (!group) {
8126                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
8127                 goto out_balanced;
8128         }
8129
8130         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
8131         if (!busiest) {
8132                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
8133                 goto out_balanced;
8134         }
8135
8136         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
8137
8138         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
8139
8140         env.src_cpu = busiest->cpu;
8141         env.src_rq = busiest;
8142
8143         ld_moved = 0;
8144         if (busiest->nr_running > 1) {
8145                 /*
8146                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
8147                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
8148                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
8149                  * correctly treated as an imbalance.
8150                  */
8151                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
8152                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
8153
8154 more_balance:
8155                 raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
8156
8157                 /*
8158                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
8159                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
8160                  */
8161                 cur_ld_moved = detach_tasks(&env);
8162                 /*
8163                  * We want to potentially lower env.src_cpu's OPP.
8164                  */
8165                 if (cur_ld_moved)
8166                         update_capacity_of(env.src_cpu);
8167
8168                 /*
8169                  * We've detached some tasks from busiest_rq. Every
8170                  * task is masked "TASK_ON_RQ_MIGRATING", so we can safely
8171                  * unlock busiest->lock, and we are able to be sure
8172                  * that nobody can manipulate the tasks in parallel.
8173                  * See task_rq_lock() family for the details.
8174                  */
8175
8176                 raw_spin_unlock(&busiest->lock);
8177
8178                 if (cur_ld_moved) {
8179                         attach_tasks(&env);
8180                         ld_moved += cur_ld_moved;
8181                 }
8182
8183                 local_irq_restore(flags);
8184
8185                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
8186                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
8187                         goto more_balance;
8188                 }
8189
8190                 /*
8191                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
8192                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
8193                  * where they can run. The upper limit on how many times we
8194                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
8195                  * sched_group.
8196                  *
8197                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
8198                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
8199                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
8200                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
8201                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
8202                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
8203                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
8204                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
8205                  * This however should not happen so much in practice and
8206                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
8207                  * excess load moved.
8208                  */
8209                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
8210
8211                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
8212                         cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
8213
8214                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
8215                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
8216                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
8217                         env.loop         = 0;
8218                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
8219
8220                         /*
8221                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
8222                          * need to continue with same src_cpu.
8223                          */
8224                         goto more_balance;
8225                 }
8226
8227                 /*
8228                  * We failed to reach balance because of affinity.
8229                  */
8230                 if (sd_parent) {
8231                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
8232
8233                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0)
8234                                 *group_imbalance = 1;
8235                 }
8236
8237                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
8238                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
8239                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
8240                         if (!cpumask_empty(cpus)) {
8241                                 env.loop = 0;
8242                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
8243                                 goto redo;
8244                         }
8245                         goto out_all_pinned;
8246                 }
8247         }
8248
8249         if (!ld_moved) {
8250                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
8251                 /*
8252                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
8253                  * We do not want newidle balance, which can be very
8254                  * frequent, pollute the failure counter causing
8255                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
8256                  */
8257                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
8258                         if (env.src_grp_nr_running > 1)
8259                                 sd->nr_balance_failed++;
8260
8261                 if (need_active_balance(&env)) {
8262                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
8263
8264                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
8265                          * if the curr task on busiest cpu can't be
8266                          * moved to this_cpu
8267                          */
8268                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
8269                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
8270                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
8271                                                             flags);
8272                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
8273                                 goto out_one_pinned;
8274                         }
8275
8276                         /*
8277                          * ->active_balance synchronizes accesses to
8278                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
8279                          * only after active load balance is finished.
8280                          */
8281                         if (!busiest->active_balance) {
8282                                 busiest->active_balance = 1;
8283                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
8284                                 active_balance = 1;
8285                         }
8286                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
8287
8288                         if (active_balance) {
8289                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
8290                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
8291                                         &busiest->active_balance_work);
8292                         }
8293
8294                         /*
8295                          * We've kicked active balancing, reset the failure
8296                          * counter.
8297                          */
8298                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
8299                 }
8300         } else
8301                 sd->nr_balance_failed = 0;
8302
8303         if (likely(!active_balance)) {
8304                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
8305                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
8306         } else {
8307                 /*
8308                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
8309                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
8310                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
8311                  * detach_tasks).
8312                  */
8313                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
8314                         sd->balance_interval *= 2;
8315         }
8316
8317         goto out;
8318
8319 out_balanced:
8320         /*
8321          * We reach balance although we may have faced some affinity
8322          * constraints. Clear the imbalance flag if it was set.
8323          */
8324         if (sd_parent) {
8325                 int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
8326
8327                 if (*group_imbalance)
8328                         *group_imbalance = 0;
8329         }
8330
8331 out_all_pinned:
8332         /*
8333          * We reach balance because all tasks are pinned at this level so
8334          * we can't migrate them. Let the imbalance flag set so parent level
8335          * can try to migrate them.
8336          */
8337         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
8338
8339         sd->nr_balance_failed = 0;
8340
8341 out_one_pinned:
8342         /* tune up the balancing interval */
8343         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
8344                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
8345                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
8346                 sd->balance_interval *= 2;
8347
8348         ld_moved = 0;
8349 out:
8350         return ld_moved;
8351 }
8352
8353 static inline unsigned long
8354 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
8355 {
8356         unsigned long interval = sd->balance_interval;
8357
8358         if (cpu_busy)
8359                 interval *= sd->busy_factor;
8360
8361         /* scale ms to jiffies */
8362         interval = msecs_to_jiffies(interval);
8363         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
8364
8365         return interval;
8366 }
8367
8368 static inline void
8369 update_next_balance(struct sched_domain *sd, int cpu_busy, unsigned long *next_balance)
8370 {
8371         unsigned long interval, next;
8372
8373         interval = get_sd_balance_interval(sd, cpu_busy);
8374         next = sd->last_balance + interval;
8375
8376         if (time_after(*next_balance, next))
8377                 *next_balance = next;
8378 }
8379
8380 /*
8381  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
8382  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
8383  */
8384 static int idle_balance(struct rq *this_rq)
8385 {
8386         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
8387         int this_cpu = this_rq->cpu;
8388         struct sched_domain *sd;
8389         int pulled_task = 0;
8390         u64 curr_cost = 0;
8391         long removed_util=0;
8392
8393         idle_enter_fair(this_rq);
8394
8395         /*
8396          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
8397          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
8398          */
8399         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
8400
8401         if (!energy_aware() &&
8402             (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost ||
8403              !this_rq->rd->overload)) {
8404                 rcu_read_lock();
8405                 sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
8406                 if (sd)
8407                         update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
8408                 rcu_read_unlock();
8409
8410                 goto out;
8411         }
8412
8413         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
8414
8415         /*
8416          * If removed_util_avg is !0 we most probably migrated some task away
8417          * from this_cpu. In this case we might be willing to trigger an OPP
8418          * update, but we want to do so if we don't find anybody else to pull
8419          * here (we will trigger an OPP update with the pulled task's enqueue
8420          * anyway).
8421          *
8422          * Record removed_util before calling update_blocked_averages, and use
8423          * it below (before returning) to see if an OPP update is required.
8424          */
8425         removed_util = atomic_long_read(&(this_rq->cfs).removed_util_avg);
8426         update_blocked_averages(this_cpu);
8427         rcu_read_lock();
8428         for_each_domain(this_cpu, sd) {
8429                 int continue_balancing = 1;
8430                 u64 t0, domain_cost;
8431
8432                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
8433                         continue;
8434
8435                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost) {
8436                         update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
8437                         break;
8438                 }
8439
8440                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
8441                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
8442
8443                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
8444                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
8445                                                    &continue_balancing);
8446
8447                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
8448                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
8449                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
8450
8451                         curr_cost += domain_cost;
8452                 }
8453
8454                 update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
8455
8456                 /*
8457                  * Stop searching for tasks to pull if there are
8458                  * now runnable tasks on this rq.
8459                  */
8460                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0)
8461                         break;
8462         }
8463         rcu_read_unlock();
8464
8465         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
8466
8467         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
8468                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
8469
8470         /*
8471          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
8472          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
8473          * pretend we pulled a task.
8474          */
8475         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
8476                 pulled_task = 1;
8477
8478 out:
8479         /* Move the next balance forward */
8480         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
8481                 this_rq->next_balance = next_balance;
8482
8483         /* Is there a task of a high priority class? */
8484         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
8485                 pulled_task = -1;
8486
8487         if (pulled_task) {
8488                 idle_exit_fair(this_rq);
8489                 this_rq->idle_stamp = 0;
8490         } else if (removed_util) {
8491                 /*
8492                  * No task pulled and someone has been migrated away.
8493                  * Good case to trigger an OPP update.
8494                  */
8495                 update_capacity_of(this_cpu);
8496         }
8497
8498         return pulled_task;
8499 }
8500
8501 /*
8502  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
8503  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
8504  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
8505  * avoids physical / logical imbalances.
8506  */
8507 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
8508 {
8509         struct rq *busiest_rq = data;
8510         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
8511         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
8512         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
8513         struct sched_domain *sd;
8514         struct task_struct *p = NULL;
8515
8516         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
8517
8518         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
8519         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
8520                      !busiest_rq->active_balance))
8521                 goto out_unlock;
8522
8523         /* Is there any task to move? */
8524         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
8525                 goto out_unlock;
8526
8527         /*
8528          * This condition is "impossible", if it occurs
8529          * we need to fix it. Originally reported by
8530          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
8531          */
8532         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
8533
8534         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
8535         rcu_read_lock();
8536         for_each_domain(target_cpu, sd) {
8537                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
8538                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
8539                                 break;
8540         }
8541
8542         if (likely(sd)) {
8543                 struct lb_env env = {
8544                         .sd             = sd,
8545                         .dst_cpu        = target_cpu,
8546                         .dst_rq         = target_rq,
8547                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
8548                         .src_rq         = busiest_rq,
8549                         .idle           = CPU_IDLE,
8550                 };
8551
8552                 schedstat_inc(sd, alb_count);
8553
8554                 p = detach_one_task(&env);
8555                 if (p) {
8556                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
8557                         /*
8558                          * We want to potentially lower env.src_cpu's OPP.
8559                          */
8560                         update_capacity_of(env.src_cpu);
8561                 }
8562                 else
8563                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
8564         }
8565         rcu_read_unlock();
8566 out_unlock:
8567         busiest_rq->active_balance = 0;
8568         raw_spin_unlock(&busiest_rq->lock);
8569
8570         if (p)
8571                 attach_one_task(target_rq, p);
8572
8573         local_irq_enable();
8574
8575         return 0;
8576 }
8577
8578 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
8579 {
8580         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
8581 }
8582
8583 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8584 /*
8585  * idle load balancing details
8586  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
8587  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
8588  *   load balancing for all the idle CPUs.
8589  */
8590 static struct {
8591         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
8592         atomic_t nr_cpus;
8593         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
8594 } nohz ____cacheline_aligned;
8595
8596 static inline int find_new_ilb(void)
8597 {
8598         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
8599
8600         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
8601                 return ilb;
8602
8603         return nr_cpu_ids;
8604 }
8605
8606 /*
8607  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
8608  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
8609  * CPU (if there is one).
8610  */
8611 static void nohz_balancer_kick(void)
8612 {
8613         int ilb_cpu;
8614
8615         nohz.next_balance++;
8616
8617         ilb_cpu = find_new_ilb();
8618
8619         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
8620                 return;
8621
8622         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
8623                 return;
8624         /*
8625          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
8626          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
8627          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
8628          * will be run before returning from the IPI.
8629          */
8630         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
8631         return;
8632 }
8633
8634 static inline void nohz_balance_exit_idle(int cpu)
8635 {
8636         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
8637                 /*
8638                  * Completely isolated CPUs don't ever set, so we must test.
8639                  */
8640                 if (likely(cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))) {
8641                         cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
8642                         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
8643                 }
8644                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
8645         }
8646 }
8647
8648 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
8649 {
8650         struct sched_domain *sd;
8651         int cpu = smp_processor_id();
8652
8653         rcu_read_lock();
8654         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
8655
8656         if (!sd || !sd->nohz_idle)
8657                 goto unlock;
8658         sd->nohz_idle = 0;
8659
8660         atomic_inc(&sd->groups->sgc->nr_busy_cpus);
8661 unlock:
8662         rcu_read_unlock();
8663 }
8664
8665 void set_cpu_sd_state_idle(void)
8666 {
8667         struct sched_domain *sd;
8668         int cpu = smp_processor_id();
8669
8670         rcu_read_lock();
8671         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
8672
8673         if (!sd || sd->nohz_idle)
8674                 goto unlock;
8675         sd->nohz_idle = 1;
8676
8677         atomic_dec(&sd->groups->sgc->nr_busy_cpus);
8678 unlock:
8679         rcu_read_unlock();
8680 }
8681
8682 /*
8683  * This routine will record that the cpu is going idle with tick stopped.
8684  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
8685  */
8686 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
8687 {
8688         /*
8689          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
8690          */
8691         if (!cpu_active(cpu))
8692                 return;
8693
8694         if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
8695                 return;
8696
8697         /*
8698          * If we're a completely isolated CPU, we don't play.
8699          */
8700         if (on_null_domain(cpu_rq(cpu)))
8701                 return;
8702
8703         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
8704         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
8705         set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
8706 }
8707
8708 static int sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
8709                                         unsigned long action, void *hcpu)
8710 {
8711         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
8712         case CPU_DYING:
8713                 nohz_balance_exit_idle(smp_processor_id());
8714                 return NOTIFY_OK;
8715         default:
8716                 return NOTIFY_DONE;
8717         }
8718 }
8719 #endif
8720
8721 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
8722
8723 /*
8724  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
8725  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
8726  */
8727 void update_max_interval(void)
8728 {
8729         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
8730 }
8731
8732 /*
8733  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
8734  * and initiates a balancing operation if so.
8735  *
8736  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
8737  */
8738 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
8739 {
8740         int continue_balancing = 1;
8741         int cpu = rq->cpu;
8742         unsigned long interval;
8743         struct sched_domain *sd;
8744         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
8745         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
8746         int update_next_balance = 0;
8747         int need_serialize, need_decay = 0;
8748         u64 max_cost = 0;
8749
8750         update_blocked_averages(cpu);
8751
8752         rcu_read_lock();
8753         for_each_domain(cpu, sd) {
8754                 /*
8755                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
8756                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
8757                  */
8758                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
8759                         sd->max_newidle_lb_cost =
8760                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
8761                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
8762                         need_decay = 1;
8763                 }
8764                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
8765
8766                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
8767                         continue;
8768
8769                 /*
8770                  * Stop the load balance at this level. There is another
8771                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
8772                  * actively.
8773                  */
8774                 if (!continue_balancing) {
8775                         if (need_decay)
8776                                 continue;
8777                         break;
8778                 }
8779
8780                 interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
8781
8782                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
8783                 if (need_serialize) {
8784                         if (!spin_trylock(&balancing))
8785                                 goto out;
8786                 }
8787
8788                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
8789                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
8790                                 /*
8791                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
8792                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
8793                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
8794                                  */
8795                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
8796                         }
8797                         sd->last_balance = jiffies;
8798                         interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
8799                 }
8800                 if (need_serialize)
8801                         spin_unlock(&balancing);
8802 out:
8803                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
8804                         next_balance = sd->last_balance + interval;
8805                         update_next_balance = 1;
8806                 }
8807         }
8808         if (need_decay) {
8809                 /*
8810                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
8811                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
8812                  */
8813                 rq->max_idle_balance_cost =
8814                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
8815         }
8816         rcu_read_unlock();
8817
8818         /*
8819          * next_balance will be updated only when there is a need.
8820          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
8821          * updated.
8822          */
8823         if (likely(update_next_balance)) {
8824                 rq->next_balance = next_balance;
8825
8826 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8827                 /*
8828                  * If this CPU has been elected to perform the nohz idle
8829                  * balance. Other idle CPUs have already rebalanced with
8830                  * nohz_idle_balance() and nohz.next_balance has been
8831                  * updated accordingly. This CPU is now running the idle load
8832                  * balance for itself and we need to update the
8833                  * nohz.next_balance accordingly.
8834                  */
8835                 if ((idle == CPU_IDLE) && time_after(nohz.next_balance, rq->next_balance))
8836                         nohz.next_balance = rq->next_balance;
8837 #endif
8838         }
8839 }
8840
8841 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8842 /*
8843  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
8844  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
8845  */
8846 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
8847 {
8848         int this_cpu = this_rq->cpu;
8849         struct rq *rq;
8850         int balance_cpu;
8851         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
8852         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
8853         int update_next_balance = 0;
8854
8855         if (idle != CPU_IDLE ||
8856             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
8857                 goto end;
8858
8859         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
8860                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
8861                         continue;
8862
8863                 /*
8864                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
8865                  * work being done for other cpus. Next load
8866                  * balancing owner will pick it up.
8867                  */
8868                 if (need_resched())
8869                         break;
8870
8871                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
8872
8873                 /*
8874                  * If time for next balance is due,
8875                  * do the balance.
8876                  */
8877                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
8878                         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
8879                         update_rq_clock(rq);
8880                         update_idle_cpu_load(rq);
8881                         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
8882                         rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
8883                 }
8884
8885                 if (time_after(next_balance, rq->next_balance)) {
8886                         next_balance = rq->next_balance;
8887                         update_next_balance = 1;
8888                 }
8889         }
8890
8891         /*
8892          * next_balance will be updated only when there is a need.
8893          * When the CPU is attached to null domain for ex, it will not be
8894          * updated.
8895          */
8896         if (likely(update_next_balance))
8897                 nohz.next_balance = next_balance;
8898 end:
8899         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
8900 }
8901
8902 /*
8903  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
8904  * of an idle cpu in the system.
8905  *   - This rq has more than one task.
8906  *   - This rq has at least one CFS task and the capacity of the CPU is
8907  *     significantly reduced because of RT tasks or IRQs.
8908  *   - At parent of LLC scheduler domain level, this cpu's scheduler group has
8909  *     multiple busy cpu.
8910  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
8911  *     domain span are idle.
8912  */
8913 static inline bool nohz_kick_needed(struct rq *rq)
8914 {
8915         unsigned long now = jiffies;
8916         struct sched_domain *sd;
8917         struct sched_group_capacity *sgc;
8918         int nr_busy, cpu = rq->cpu;
8919         bool kick = false;
8920
8921         if (unlikely(rq->idle_balance))
8922                 return false;
8923
8924        /*
8925         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
8926         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
8927         */
8928         set_cpu_sd_state_busy();
8929         nohz_balance_exit_idle(cpu);
8930
8931         /*
8932          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
8933          * balancing.
8934          */
8935         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
8936                 return false;
8937
8938         if (time_before(now, nohz.next_balance))
8939                 return false;
8940
8941         if (rq->nr_running >= 2 &&
8942             (!energy_aware() || cpu_overutilized(cpu)))
8943                 return true;
8944
8945         rcu_read_lock();
8946         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
8947         if (sd && !energy_aware()) {
8948                 sgc = sd->groups->sgc;
8949                 nr_busy = atomic_read(&sgc->nr_busy_cpus);
8950
8951                 if (nr_busy > 1) {
8952                         kick = true;
8953                         goto unlock;
8954                 }
8955
8956         }
8957
8958         sd = rcu_dereference(rq->sd);
8959         if (sd) {
8960                 if ((rq->cfs.h_nr_running >= 1) &&
8961                                 check_cpu_capacity(rq, sd)) {
8962                         kick = true;
8963                         goto unlock;
8964                 }
8965         }
8966
8967         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym, cpu));
8968         if (sd && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
8969                                   sched_domain_span(sd)) < cpu)) {
8970                 kick = true;
8971                 goto unlock;
8972         }
8973
8974 unlock:
8975         rcu_read_unlock();
8976         return kick;
8977 }
8978 #else
8979 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle) { }
8980 #endif
8981
8982 /*
8983  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
8984  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
8985  */
8986 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
8987 {
8988         struct rq *this_rq = this_rq();
8989         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
8990                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
8991
8992         /*
8993          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
8994          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
8995          * stopped. Do nohz_idle_balance *before* rebalance_domains to
8996          * give the idle cpus a chance to load balance. Else we may
8997          * load balance only within the local sched_domain hierarchy
8998          * and abort nohz_idle_balance altogether if we pull some load.
8999          */
9000         nohz_idle_balance(this_rq, idle);
9001         rebalance_domains(this_rq, idle);
9002 }
9003
9004 /*
9005  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
9006  */
9007 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
9008 {
9009         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
9010         if (unlikely(on_null_domain(rq)))
9011                 return;
9012
9013         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
9014                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
9015 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9016         if (nohz_kick_needed(rq))
9017                 nohz_balancer_kick();
9018 #endif
9019 }
9020
9021 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
9022 {
9023         update_sysctl();
9024
9025         update_runtime_enabled(rq);
9026 }
9027
9028 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
9029 {
9030         update_sysctl();
9031
9032         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
9033         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
9034 }
9035
9036 #endif /* CONFIG_SMP */
9037
9038 /*
9039  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
9040  */
9041 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
9042 {
9043         struct cfs_rq *cfs_rq;
9044         struct sched_entity *se = &curr->se;
9045
9046         for_each_sched_entity(se) {
9047                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9048                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
9049         }
9050
9051         if (static_branch_unlikely(&sched_numa_balancing))
9052                 task_tick_numa(rq, curr);
9053
9054 #ifdef CONFIG_SMP
9055         if (!rq->rd->overutilized && cpu_overutilized(task_cpu(curr))) {
9056                 rq->rd->overutilized = true;
9057                 trace_sched_overutilized(true);
9058         }
9059
9060         rq->misfit_task = !task_fits_max(curr, rq->cpu);
9061 #endif
9062
9063 }
9064
9065 /*
9066  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
9067  *  - child not yet on the tasklist
9068  *  - preemption disabled
9069  */
9070 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
9071 {
9072         struct cfs_rq *cfs_rq;
9073         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
9074         int this_cpu = smp_processor_id();
9075         struct rq *rq = this_rq();
9076         unsigned long flags;
9077
9078         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
9079
9080         update_rq_clock(rq);
9081
9082         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
9083         curr = cfs_rq->curr;
9084
9085         /*
9086          * Not only the cpu but also the task_group of the parent might have
9087          * been changed after parent->se.parent,cfs_rq were copied to
9088          * child->se.parent,cfs_rq. So call __set_task_cpu() to make those
9089          * of child point to valid ones.
9090          */
9091         rcu_read_lock();
9092         __set_task_cpu(p, this_cpu);
9093         rcu_read_unlock();
9094
9095         update_curr(cfs_rq);
9096
9097         if (curr)
9098                 se->vruntime = curr->vruntime;
9099         place_entity(cfs_rq, se, 1);
9100
9101         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
9102                 /*
9103                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
9104                  * 'current' within the tree based on its new key value.
9105                  */
9106                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
9107                 resched_curr(rq);
9108         }
9109
9110         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
9111
9112         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
9113 }
9114
9115 /*
9116  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
9117  * the current task.
9118  */
9119 static void
9120 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
9121 {
9122         if (!task_on_rq_queued(p))
9123                 return;
9124
9125         /*
9126          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
9127          * our priority decreased, or if we are not currently running on
9128          * this runqueue and our priority is higher than the current's
9129          */
9130         if (rq->curr == p) {
9131                 if (p->prio > oldprio)
9132                         resched_curr(rq);
9133         } else
9134                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
9135 }
9136
9137 static inline bool vruntime_normalized(struct task_struct *p)
9138 {
9139         struct sched_entity *se = &p->se;
9140
9141         /*
9142          * In both the TASK_ON_RQ_QUEUED and TASK_ON_RQ_MIGRATING cases,
9143          * the dequeue_entity(.flags=0) will already have normalized the
9144          * vruntime.
9145          */
9146         if (p->on_rq)
9147                 return true;
9148
9149         /*
9150          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
9151          * But there are some cases where it has already been normalized:
9152          *
9153          * - A forked child which is waiting for being woken up by
9154          *   wake_up_new_task().
9155          * - A task which has been woken up by try_to_wake_up() and
9156          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
9157          */
9158         if (!se->sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING)
9159                 return true;
9160
9161         return false;
9162 }
9163
9164 static void detach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
9165 {
9166         struct sched_entity *se = &p->se;
9167         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9168
9169         if (!vruntime_normalized(p)) {
9170                 /*
9171                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
9172                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
9173                  */
9174                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
9175                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
9176         }
9177
9178         /* Catch up with the cfs_rq and remove our load when we leave */
9179         detach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
9180 }
9181
9182 static void attach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
9183 {
9184         struct sched_entity *se = &p->se;
9185         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9186
9187 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9188         /*
9189          * Since the real-depth could have been changed (only FAIR
9190          * class maintain depth value), reset depth properly.
9191          */
9192         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
9193 #endif
9194
9195         /* Synchronize task with its cfs_rq */
9196         attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
9197
9198         if (!vruntime_normalized(p))
9199                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
9200 }
9201
9202 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
9203 {
9204         detach_task_cfs_rq(p);
9205 }
9206
9207 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
9208 {
9209         attach_task_cfs_rq(p);
9210
9211         if (task_on_rq_queued(p)) {
9212                 /*
9213                  * We were most likely switched from sched_rt, so
9214                  * kick off the schedule if running, otherwise just see
9215                  * if we can still preempt the current task.
9216                  */
9217                 if (rq->curr == p)
9218                         resched_curr(rq);
9219                 else
9220                         check_preempt_curr(rq, p, 0);
9221         }
9222 }
9223
9224 /* Account for a task changing its policy or group.
9225  *
9226  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
9227  * migrates between groups/classes.
9228  */
9229 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
9230 {
9231         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
9232
9233         for_each_sched_entity(se) {
9234                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9235
9236                 set_next_entity(cfs_rq, se);
9237                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
9238                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
9239         }
9240 }
9241
9242 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
9243 {
9244         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
9245         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
9246 #ifndef CONFIG_64BIT
9247         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
9248 #endif
9249 #ifdef CONFIG_SMP
9250         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_load_avg, 0);
9251         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_util_avg, 0);
9252 #endif
9253 }
9254
9255 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9256 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p)
9257 {
9258         detach_task_cfs_rq(p);
9259         set_task_rq(p, task_cpu(p));
9260
9261 #ifdef CONFIG_SMP
9262         /* Tell se's cfs_rq has been changed -- migrated */
9263         p->se.avg.last_update_time = 0;
9264 #endif
9265         attach_task_cfs_rq(p);
9266 }
9267
9268 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
9269 {
9270         int i;
9271
9272         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
9273
9274         for_each_possible_cpu(i) {
9275                 if (tg->cfs_rq)
9276                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
9277                 if (tg->se) {
9278                         if (tg->se[i])
9279                                 remove_entity_load_avg(tg->se[i]);
9280                         kfree(tg->se[i]);
9281                 }
9282         }
9283
9284         kfree(tg->cfs_rq);
9285         kfree(tg->se);
9286 }
9287
9288 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
9289 {
9290         struct cfs_rq *cfs_rq;
9291         struct sched_entity *se;
9292         int i;
9293
9294         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
9295         if (!tg->cfs_rq)
9296                 goto err;
9297         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
9298         if (!tg->se)
9299                 goto err;
9300
9301         tg->shares = NICE_0_LOAD;
9302
9303         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
9304
9305         for_each_possible_cpu(i) {
9306                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
9307                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9308                 if (!cfs_rq)
9309                         goto err;
9310
9311                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
9312                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9313                 if (!se)
9314                         goto err_free_rq;
9315
9316                 init_cfs_rq(cfs_rq);
9317                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
9318                 init_entity_runnable_average(se);
9319         }
9320
9321         return 1;
9322
9323 err_free_rq:
9324         kfree(cfs_rq);
9325 err:
9326         return 0;
9327 }
9328
9329 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
9330 {
9331         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9332         unsigned long flags;
9333
9334         /*
9335         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
9336         * check on_list without danger of it being re-added.
9337         */
9338         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
9339                 return;
9340
9341         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
9342         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
9343         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
9344 }
9345
9346 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
9347                         struct sched_entity *se, int cpu,
9348                         struct sched_entity *parent)
9349 {
9350         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9351
9352         cfs_rq->tg = tg;
9353         cfs_rq->rq = rq;
9354         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
9355
9356         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
9357         tg->se[cpu] = se;
9358
9359         /* se could be NULL for root_task_group */
9360         if (!se)
9361                 return;
9362
9363         if (!parent) {
9364                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
9365                 se->depth = 0;
9366         } else {
9367                 se->cfs_rq = parent->my_q;
9368                 se->depth = parent->depth + 1;
9369         }
9370
9371         se->my_q = cfs_rq;
9372         /* guarantee group entities always have weight */
9373         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
9374         se->parent = parent;
9375 }
9376
9377 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
9378
9379 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
9380 {
9381         int i;
9382         unsigned long flags;
9383
9384         /*
9385          * We can't change the weight of the root cgroup.
9386          */
9387         if (!tg->se[0])
9388                 return -EINVAL;
9389
9390         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
9391
9392         mutex_lock(&shares_mutex);
9393         if (tg->shares == shares)
9394                 goto done;
9395
9396         tg->shares = shares;
9397         for_each_possible_cpu(i) {
9398                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
9399                 struct sched_entity *se;
9400
9401                 se = tg->se[i];
9402                 /* Propagate contribution to hierarchy */
9403                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
9404
9405                 /* Possible calls to update_curr() need rq clock */
9406                 update_rq_clock(rq);
9407                 for_each_sched_entity(se)
9408                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
9409                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
9410         }
9411
9412 done:
9413         mutex_unlock(&shares_mutex);
9414         return 0;
9415 }
9416 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9417
9418 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
9419
9420 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
9421 {
9422         return 1;
9423 }
9424
9425 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
9426
9427 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9428
9429
9430 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
9431 {
9432         struct sched_entity *se = &task->se;
9433         unsigned int rr_interval = 0;
9434
9435         /*
9436          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
9437          * idle runqueue:
9438          */
9439         if (rq->cfs.load.weight)
9440                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
9441
9442         return rr_interval;
9443 }
9444
9445 /*
9446  * All the scheduling class methods:
9447  */
9448 const struct sched_class fair_sched_class = {
9449         .next                   = &idle_sched_class,
9450         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
9451         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
9452         .yield_task             = yield_task_fair,
9453         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
9454
9455         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
9456
9457         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
9458         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
9459
9460 #ifdef CONFIG_SMP
9461         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
9462         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
9463
9464         .rq_online              = rq_online_fair,
9465         .rq_offline             = rq_offline_fair,
9466
9467         .task_waking            = task_waking_fair,
9468         .task_dead              = task_dead_fair,
9469         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_common,
9470 #endif
9471
9472         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
9473         .task_tick              = task_tick_fair,
9474         .task_fork              = task_fork_fair,
9475
9476         .prio_changed           = prio_changed_fair,
9477         .switched_from          = switched_from_fair,
9478         .switched_to            = switched_to_fair,
9479
9480         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
9481
9482         .update_curr            = update_curr_fair,
9483
9484 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9485         .task_move_group        = task_move_group_fair,
9486 #endif
9487 };
9488
9489 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
9490 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
9491 {
9492         struct cfs_rq *cfs_rq;
9493
9494         rcu_read_lock();
9495         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
9496                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
9497         rcu_read_unlock();
9498 }
9499
9500 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
9501 void show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m)
9502 {
9503         int node;
9504         unsigned long tsf = 0, tpf = 0, gsf = 0, gpf = 0;
9505
9506         for_each_online_node(node) {
9507                 if (p->numa_faults) {
9508                         tsf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
9509                         tpf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
9510                 }
9511                 if (p->numa_group) {
9512                         gsf = p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)],
9513                         gpf = p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
9514                 }
9515                 print_numa_stats(m, node, tsf, tpf, gsf, gpf);
9516         }
9517 }
9518 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
9519 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
9520
9521 __init void init_sched_fair_class(void)
9522 {
9523 #ifdef CONFIG_SMP
9524         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
9525
9526 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9527         nohz.next_balance = jiffies;
9528         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
9529         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
9530 #endif
9531 #endif /* SMP */
9532
9533 }