a45a6e1a692c9a6e1f1823a7ce46c7cbb58accce
[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         if (p)
1211                 get_task_struct(p);
1212
1213         env->best_task = p;
1214         env->best_imp = imp;
1215         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1216 }
1217
1218 static bool load_too_imbalanced(long src_load, long dst_load,
1219                                 struct task_numa_env *env)
1220 {
1221         long imb, old_imb;
1222         long orig_src_load, orig_dst_load;
1223         long src_capacity, dst_capacity;
1224
1225         /*
1226          * The load is corrected for the CPU capacity available on each node.
1227          *
1228          * src_load        dst_load
1229          * ------------ vs ---------
1230          * src_capacity    dst_capacity
1231          */
1232         src_capacity = env->src_stats.compute_capacity;
1233         dst_capacity = env->dst_stats.compute_capacity;
1234
1235         /* We care about the slope of the imbalance, not the direction. */
1236         if (dst_load < src_load)
1237                 swap(dst_load, src_load);
1238
1239         /* Is the difference below the threshold? */
1240         imb = dst_load * src_capacity * 100 -
1241               src_load * dst_capacity * env->imbalance_pct;
1242         if (imb <= 0)
1243                 return false;
1244
1245         /*
1246          * The imbalance is above the allowed threshold.
1247          * Compare it with the old imbalance.
1248          */
1249         orig_src_load = env->src_stats.load;
1250         orig_dst_load = env->dst_stats.load;
1251
1252         if (orig_dst_load < orig_src_load)
1253                 swap(orig_dst_load, orig_src_load);
1254
1255         old_imb = orig_dst_load * src_capacity * 100 -
1256                   orig_src_load * dst_capacity * env->imbalance_pct;
1257
1258         /* Would this change make things worse? */
1259         return (imb > old_imb);
1260 }
1261
1262 /*
1263  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1264  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1265  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1266  * be exchanged with the source task
1267  */
1268 static void task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1269                               long taskimp, long groupimp)
1270 {
1271         struct rq *src_rq = cpu_rq(env->src_cpu);
1272         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1273         struct task_struct *cur;
1274         long src_load, dst_load;
1275         long load;
1276         long imp = env->p->numa_group ? groupimp : taskimp;
1277         long moveimp = imp;
1278         int dist = env->dist;
1279
1280         rcu_read_lock();
1281
1282         raw_spin_lock_irq(&dst_rq->lock);
1283         cur = dst_rq->curr;
1284         /*
1285          * No need to move the exiting task, and this ensures that ->curr
1286          * wasn't reaped and thus get_task_struct() in task_numa_assign()
1287          * is safe under RCU read lock.
1288          * Note that rcu_read_lock() itself can't protect from the final
1289          * put_task_struct() after the last schedule().
1290          */
1291         if ((cur->flags & PF_EXITING) || is_idle_task(cur))
1292                 cur = NULL;
1293         raw_spin_unlock_irq(&dst_rq->lock);
1294
1295         /*
1296          * Because we have preemption enabled we can get migrated around and
1297          * end try selecting ourselves (current == env->p) as a swap candidate.
1298          */
1299         if (cur == env->p)
1300                 goto unlock;
1301
1302         /*
1303          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1304          * source and destination node. Calculate the total differential for
1305          * the source task and potential destination task. The more negative
1306          * the value is, the more rmeote accesses that would be expected to
1307          * be incurred if the tasks were swapped.
1308          */
1309         if (cur) {
1310                 /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu */
1311                 if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, tsk_cpus_allowed(cur)))
1312                         goto unlock;
1313
1314                 /*
1315                  * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1316                  * in any group then look only at task weights.
1317                  */
1318                 if (cur->numa_group == env->p->numa_group) {
1319                         imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1320                               task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1321                         /*
1322                          * Add some hysteresis to prevent swapping the
1323                          * tasks within a group over tiny differences.
1324                          */
1325                         if (cur->numa_group)
1326                                 imp -= imp/16;
1327                 } else {
1328                         /*
1329                          * Compare the group weights. If a task is all by
1330                          * itself (not part of a group), use the task weight
1331                          * instead.
1332                          */
1333                         if (cur->numa_group)
1334                                 imp += group_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1335                                        group_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1336                         else
1337                                 imp += task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1338                                        task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1339                 }
1340         }
1341
1342         if (imp <= env->best_imp && moveimp <= env->best_imp)
1343                 goto unlock;
1344
1345         if (!cur) {
1346                 /* Is there capacity at our destination? */
1347                 if (env->src_stats.nr_running <= env->src_stats.task_capacity &&
1348                     !env->dst_stats.has_free_capacity)
1349                         goto unlock;
1350
1351                 goto balance;
1352         }
1353
1354         /* Balance doesn't matter much if we're running a task per cpu */
1355         if (imp > env->best_imp && src_rq->nr_running == 1 &&
1356                         dst_rq->nr_running == 1)
1357                 goto assign;
1358
1359         /*
1360          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1361          */
1362 balance:
1363         load = task_h_load(env->p);
1364         dst_load = env->dst_stats.load + load;
1365         src_load = env->src_stats.load - load;
1366
1367         if (moveimp > imp && moveimp > env->best_imp) {
1368                 /*
1369                  * If the improvement from just moving env->p direction is
1370                  * better than swapping tasks around, check if a move is
1371                  * possible. Store a slightly smaller score than moveimp,
1372                  * so an actually idle CPU will win.
1373                  */
1374                 if (!load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env)) {
1375                         imp = moveimp - 1;
1376                         cur = NULL;
1377                         goto assign;
1378                 }
1379         }
1380
1381         if (imp <= env->best_imp)
1382                 goto unlock;
1383
1384         if (cur) {
1385                 load = task_h_load(cur);
1386                 dst_load -= load;
1387                 src_load += load;
1388         }
1389
1390         if (load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env))
1391                 goto unlock;
1392
1393         /*
1394          * One idle CPU per node is evaluated for a task numa move.
1395          * Call select_idle_sibling to maybe find a better one.
1396          */
1397         if (!cur)
1398                 env->dst_cpu = select_idle_sibling(env->p, env->dst_cpu);
1399
1400 assign:
1401         task_numa_assign(env, cur, imp);
1402 unlock:
1403         rcu_read_unlock();
1404 }
1405
1406 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1407                                 long taskimp, long groupimp)
1408 {
1409         int cpu;
1410
1411         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1412                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1413                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(env->p)))
1414                         continue;
1415
1416                 env->dst_cpu = cpu;
1417                 task_numa_compare(env, taskimp, groupimp);
1418         }
1419 }
1420
1421 /* Only move tasks to a NUMA node less busy than the current node. */
1422 static bool numa_has_capacity(struct task_numa_env *env)
1423 {
1424         struct numa_stats *src = &env->src_stats;
1425         struct numa_stats *dst = &env->dst_stats;
1426
1427         if (src->has_free_capacity && !dst->has_free_capacity)
1428                 return false;
1429
1430         /*
1431          * Only consider a task move if the source has a higher load
1432          * than the destination, corrected for CPU capacity on each node.
1433          *
1434          *      src->load                dst->load
1435          * --------------------- vs ---------------------
1436          * src->compute_capacity    dst->compute_capacity
1437          */
1438         if (src->load * dst->compute_capacity * env->imbalance_pct >
1439
1440             dst->load * src->compute_capacity * 100)
1441                 return true;
1442
1443         return false;
1444 }
1445
1446 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1447 {
1448         struct task_numa_env env = {
1449                 .p = p,
1450
1451                 .src_cpu = task_cpu(p),
1452                 .src_nid = task_node(p),
1453
1454                 .imbalance_pct = 112,
1455
1456                 .best_task = NULL,
1457                 .best_imp = 0,
1458                 .best_cpu = -1
1459         };
1460         struct sched_domain *sd;
1461         unsigned long taskweight, groupweight;
1462         int nid, ret, dist;
1463         long taskimp, groupimp;
1464
1465         /*
1466          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1467          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1468          *
1469          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1470          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1471          * to satisfy here.
1472          */
1473         rcu_read_lock();
1474         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1475         if (sd)
1476                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1477         rcu_read_unlock();
1478
1479         /*
1480          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
1481          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
1482          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
1483          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
1484          */
1485         if (unlikely(!sd)) {
1486                 p->numa_preferred_nid = task_node(p);
1487                 return -EINVAL;
1488         }
1489
1490         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
1491         dist = env.dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1492         taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1493         groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1494         update_numa_stats(&env.src_stats, env.src_nid);
1495         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid, dist) - taskweight;
1496         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid, dist) - groupweight;
1497         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1498
1499         /* Try to find a spot on the preferred nid. */
1500         if (numa_has_capacity(&env))
1501                 task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1502
1503         /*
1504          * Look at other nodes in these cases:
1505          * - there is no space available on the preferred_nid
1506          * - the task is part of a numa_group that is interleaved across
1507          *   multiple NUMA nodes; in order to better consolidate the group,
1508          *   we need to check other locations.
1509          */
1510         if (env.best_cpu == -1 || (p->numa_group &&
1511                         nodes_weight(p->numa_group->active_nodes) > 1)) {
1512                 for_each_online_node(nid) {
1513                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
1514                                 continue;
1515
1516                         dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1517                         if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1518                                                 dist != env.dist) {
1519                                 taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1520                                 groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1521                         }
1522
1523                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
1524                         taskimp = task_weight(p, nid, dist) - taskweight;
1525                         groupimp = group_weight(p, nid, dist) - groupweight;
1526                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
1527                                 continue;
1528
1529                         env.dist = dist;
1530                         env.dst_nid = nid;
1531                         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1532                         if (numa_has_capacity(&env))
1533                                 task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1534                 }
1535         }
1536
1537         /*
1538          * If the task is part of a workload that spans multiple NUMA nodes,
1539          * and is migrating into one of the workload's active nodes, remember
1540          * this node as the task's preferred numa node, so the workload can
1541          * settle down.
1542          * A task that migrated to a second choice node will be better off
1543          * trying for a better one later. Do not set the preferred node here.
1544          */
1545         if (p->numa_group) {
1546                 if (env.best_cpu == -1)
1547                         nid = env.src_nid;
1548                 else
1549                         nid = env.dst_nid;
1550
1551                 if (node_isset(nid, p->numa_group->active_nodes))
1552                         sched_setnuma(p, env.dst_nid);
1553         }
1554
1555         /* No better CPU than the current one was found. */
1556         if (env.best_cpu == -1)
1557                 return -EAGAIN;
1558
1559         /*
1560          * Reset the scan period if the task is being rescheduled on an
1561          * alternative node to recheck if the tasks is now properly placed.
1562          */
1563         p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1564
1565         if (env.best_task == NULL) {
1566                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
1567                 if (ret != 0)
1568                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_cpu);
1569                 return ret;
1570         }
1571
1572         ret = migrate_swap(p, env.best_task);
1573         if (ret != 0)
1574                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, task_cpu(env.best_task));
1575         put_task_struct(env.best_task);
1576         return ret;
1577 }
1578
1579 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
1580 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
1581 {
1582         unsigned long interval = HZ;
1583
1584         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
1585         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == -1 || !p->numa_faults))
1586                 return;
1587
1588         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
1589         interval = min(interval, msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period) / 16);
1590         p->numa_migrate_retry = jiffies + interval;
1591
1592         /* Success if task is already running on preferred CPU */
1593         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
1594                 return;
1595
1596         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
1597         task_numa_migrate(p);
1598 }
1599
1600 /*
1601  * Find the nodes on which the workload is actively running. We do this by
1602  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
1603  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
1604  * located.
1605  *
1606  * The bitmask is used to make smarter decisions on when to do NUMA page
1607  * migrations, To prevent flip-flopping, and excessive page migrations, nodes
1608  * are added when they cause over 6/16 of the maximum number of faults, but
1609  * only removed when they drop below 3/16.
1610  */
1611 static void update_numa_active_node_mask(struct numa_group *numa_group)
1612 {
1613         unsigned long faults, max_faults = 0;
1614         int nid;
1615
1616         for_each_online_node(nid) {
1617                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1618                 if (faults > max_faults)
1619                         max_faults = faults;
1620         }
1621
1622         for_each_online_node(nid) {
1623                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1624                 if (!node_isset(nid, numa_group->active_nodes)) {
1625                         if (faults > max_faults * 6 / 16)
1626                                 node_set(nid, numa_group->active_nodes);
1627                 } else if (faults < max_faults * 3 / 16)
1628                         node_clear(nid, numa_group->active_nodes);
1629         }
1630 }
1631
1632 /*
1633  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
1634  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
1635  * period will be for the next scan window. If local/(local+remote) ratio is
1636  * below NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS)
1637  * the scan period will decrease. Aim for 70% local accesses.
1638  */
1639 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
1640 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 7
1641
1642 /*
1643  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
1644  * our memory is already on our local node, or if the majority of
1645  * the page accesses are shared with other processes.
1646  * Otherwise, decrease the scan period.
1647  */
1648 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
1649                         unsigned long shared, unsigned long private)
1650 {
1651         unsigned int period_slot;
1652         int ratio;
1653         int diff;
1654
1655         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
1656         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
1657
1658         /*
1659          * If there were no record hinting faults then either the task is
1660          * completely idle or all activity is areas that are not of interest
1661          * to automatic numa balancing. Related to that, if there were failed
1662          * migration then it implies we are migrating too quickly or the local
1663          * node is overloaded. In either case, scan slower
1664          */
1665         if (local + shared == 0 || p->numa_faults_locality[2]) {
1666                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1667                         p->numa_scan_period << 1);
1668
1669                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
1670                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1671
1672                 return;
1673         }
1674
1675         /*
1676          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
1677          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
1678          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
1679          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
1680          */
1681         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
1682         ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
1683         if (ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
1684                 int slot = ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
1685                 if (!slot)
1686                         slot = 1;
1687                 diff = slot * period_slot;
1688         } else {
1689                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
1690
1691                 /*
1692                  * Scale scan rate increases based on sharing. There is an
1693                  * inverse relationship between the degree of sharing and
1694                  * the adjustment made to the scanning period. Broadly
1695                  * speaking the intent is that there is little point
1696                  * scanning faster if shared accesses dominate as it may
1697                  * simply bounce migrations uselessly
1698                  */
1699                 ratio = DIV_ROUND_UP(private * NUMA_PERIOD_SLOTS, (private + shared + 1));
1700                 diff = (diff * ratio) / NUMA_PERIOD_SLOTS;
1701         }
1702
1703         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
1704                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
1705         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
1706 }
1707
1708 /*
1709  * Get the fraction of time the task has been running since the last
1710  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
1711  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
1712  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
1713  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
1714  */
1715 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
1716 {
1717         u64 runtime, delta, now;
1718         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
1719         now = p->se.exec_start;
1720         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1721
1722         if (p->last_task_numa_placement) {
1723                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
1724                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
1725         } else {
1726                 delta = p->se.avg.load_sum / p->se.load.weight;
1727                 *period = LOAD_AVG_MAX;
1728         }
1729
1730         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
1731         p->last_task_numa_placement = now;
1732
1733         return delta;
1734 }
1735
1736 /*
1737  * Determine the preferred nid for a task in a numa_group. This needs to
1738  * be done in a way that produces consistent results with group_weight,
1739  * otherwise workloads might not converge.
1740  */
1741 static int preferred_group_nid(struct task_struct *p, int nid)
1742 {
1743         nodemask_t nodes;
1744         int dist;
1745
1746         /* Direct connections between all NUMA nodes. */
1747         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
1748                 return nid;
1749
1750         /*
1751          * On a system with glueless mesh NUMA topology, group_weight
1752          * scores nodes according to the number of NUMA hinting faults on
1753          * both the node itself, and on nearby nodes.
1754          */
1755         if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1756                 unsigned long score, max_score = 0;
1757                 int node, max_node = nid;
1758
1759                 dist = sched_max_numa_distance;
1760
1761                 for_each_online_node(node) {
1762                         score = group_weight(p, node, dist);
1763                         if (score > max_score) {
1764                                 max_score = score;
1765                                 max_node = node;
1766                         }
1767                 }
1768                 return max_node;
1769         }
1770
1771         /*
1772          * Finding the preferred nid in a system with NUMA backplane
1773          * interconnect topology is more involved. The goal is to locate
1774          * tasks from numa_groups near each other in the system, and
1775          * untangle workloads from different sides of the system. This requires
1776          * searching down the hierarchy of node groups, recursively searching
1777          * inside the highest scoring group of nodes. The nodemask tricks
1778          * keep the complexity of the search down.
1779          */
1780         nodes = node_online_map;
1781         for (dist = sched_max_numa_distance; dist > LOCAL_DISTANCE; dist--) {
1782                 unsigned long max_faults = 0;
1783                 nodemask_t max_group = NODE_MASK_NONE;
1784                 int a, b;
1785
1786                 /* Are there nodes at this distance from each other? */
1787                 if (!find_numa_distance(dist))
1788                         continue;
1789
1790                 for_each_node_mask(a, nodes) {
1791                         unsigned long faults = 0;
1792                         nodemask_t this_group;
1793                         nodes_clear(this_group);
1794
1795                         /* Sum group's NUMA faults; includes a==b case. */
1796                         for_each_node_mask(b, nodes) {
1797                                 if (node_distance(a, b) < dist) {
1798                                         faults += group_faults(p, b);
1799                                         node_set(b, this_group);
1800                                         node_clear(b, nodes);
1801                                 }
1802                         }
1803
1804                         /* Remember the top group. */
1805                         if (faults > max_faults) {
1806                                 max_faults = faults;
1807                                 max_group = this_group;
1808                                 /*
1809                                  * subtle: at the smallest distance there is
1810                                  * just one node left in each "group", the
1811                                  * winner is the preferred nid.
1812                                  */
1813                                 nid = a;
1814                         }
1815                 }
1816                 /* Next round, evaluate the nodes within max_group. */
1817                 if (!max_faults)
1818                         break;
1819                 nodes = max_group;
1820         }
1821         return nid;
1822 }
1823
1824 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
1825 {
1826         int seq, nid, max_nid = -1, max_group_nid = -1;
1827         unsigned long max_faults = 0, max_group_faults = 0;
1828         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
1829         unsigned long total_faults;
1830         u64 runtime, period;
1831         spinlock_t *group_lock = NULL;
1832
1833         /*
1834          * The p->mm->numa_scan_seq field gets updated without
1835          * exclusive access. Use READ_ONCE() here to ensure
1836          * that the field is read in a single access:
1837          */
1838         seq = READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
1839         if (p->numa_scan_seq == seq)
1840                 return;
1841         p->numa_scan_seq = seq;
1842         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1843
1844         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
1845                        p->numa_faults_locality[1];
1846         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
1847
1848         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
1849         if (p->numa_group) {
1850                 group_lock = &p->numa_group->lock;
1851                 spin_lock_irq(group_lock);
1852         }
1853
1854         /* Find the node with the highest number of faults */
1855         for_each_online_node(nid) {
1856                 /* Keep track of the offsets in numa_faults array */
1857                 int mem_idx, membuf_idx, cpu_idx, cpubuf_idx;
1858                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
1859                 int priv;
1860
1861                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
1862                         long diff, f_diff, f_weight;
1863
1864                         mem_idx = task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, priv);
1865                         membuf_idx = task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, nid, priv);
1866                         cpu_idx = task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, priv);
1867                         cpubuf_idx = task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, nid, priv);
1868
1869                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
1870                         diff = p->numa_faults[membuf_idx] - p->numa_faults[mem_idx] / 2;
1871                         fault_types[priv] += p->numa_faults[membuf_idx];
1872                         p->numa_faults[membuf_idx] = 0;
1873
1874                         /*
1875                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
1876                          * count according to CPU use, instead of by the raw
1877                          * number of faults. Tasks with little runtime have
1878                          * little over-all impact on throughput, and thus their
1879                          * faults are less important.
1880                          */
1881                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
1882                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults[cpubuf_idx]) /
1883                                    (total_faults + 1);
1884                         f_diff = f_weight - p->numa_faults[cpu_idx] / 2;
1885                         p->numa_faults[cpubuf_idx] = 0;
1886
1887                         p->numa_faults[mem_idx] += diff;
1888                         p->numa_faults[cpu_idx] += f_diff;
1889                         faults += p->numa_faults[mem_idx];
1890                         p->total_numa_faults += diff;
1891                         if (p->numa_group) {
1892                                 /*
1893                                  * safe because we can only change our own group
1894                                  *
1895                                  * mem_idx represents the offset for a given
1896                                  * nid and priv in a specific region because it
1897                                  * is at the beginning of the numa_faults array.
1898                                  */
1899                                 p->numa_group->faults[mem_idx] += diff;
1900                                 p->numa_group->faults_cpu[mem_idx] += f_diff;
1901                                 p->numa_group->total_faults += diff;
1902                                 group_faults += p->numa_group->faults[mem_idx];
1903                         }
1904                 }
1905
1906                 if (faults > max_faults) {
1907                         max_faults = faults;
1908                         max_nid = nid;
1909                 }
1910
1911                 if (group_faults > max_group_faults) {
1912                         max_group_faults = group_faults;
1913                         max_group_nid = nid;
1914                 }
1915         }
1916
1917         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
1918
1919         if (p->numa_group) {
1920                 update_numa_active_node_mask(p->numa_group);
1921                 spin_unlock_irq(group_lock);
1922                 max_nid = preferred_group_nid(p, max_group_nid);
1923         }
1924
1925         if (max_faults) {
1926                 /* Set the new preferred node */
1927                 if (max_nid != p->numa_preferred_nid)
1928                         sched_setnuma(p, max_nid);
1929
1930                 if (task_node(p) != p->numa_preferred_nid)
1931                         numa_migrate_preferred(p);
1932         }
1933 }
1934
1935 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
1936 {
1937         return atomic_inc_not_zero(&grp->refcount);
1938 }
1939
1940 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
1941 {
1942         if (atomic_dec_and_test(&grp->refcount))
1943                 kfree_rcu(grp, rcu);
1944 }
1945
1946 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
1947                         int *priv)
1948 {
1949         struct numa_group *grp, *my_grp;
1950         struct task_struct *tsk;
1951         bool join = false;
1952         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
1953         int i;
1954
1955         if (unlikely(!p->numa_group)) {
1956                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
1957                                     4*nr_node_ids*sizeof(unsigned long);
1958
1959                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
1960                 if (!grp)
1961                         return;
1962
1963                 atomic_set(&grp->refcount, 1);
1964                 spin_lock_init(&grp->lock);
1965                 grp->gid = p->pid;
1966                 /* Second half of the array tracks nids where faults happen */
1967                 grp->faults_cpu = grp->faults + NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES *
1968                                                 nr_node_ids;
1969
1970                 node_set(task_node(current), grp->active_nodes);
1971
1972                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
1973                         grp->faults[i] = p->numa_faults[i];
1974
1975                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
1976
1977                 grp->nr_tasks++;
1978                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1979         }
1980
1981         rcu_read_lock();
1982         tsk = READ_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
1983
1984         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
1985                 goto no_join;
1986
1987         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
1988         if (!grp)
1989                 goto no_join;
1990
1991         my_grp = p->numa_group;
1992         if (grp == my_grp)
1993                 goto no_join;
1994
1995         /*
1996          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
1997          * the other task will join us.
1998          */
1999         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
2000                 goto no_join;
2001
2002         /*
2003          * Tie-break on the grp address.
2004          */
2005         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
2006                 goto no_join;
2007
2008         /* Always join threads in the same process. */
2009         if (tsk->mm == current->mm)
2010                 join = true;
2011
2012         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
2013         if (flags & TNF_SHARED)
2014                 join = true;
2015
2016         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
2017         *priv = !join;
2018
2019         if (join && !get_numa_group(grp))
2020                 goto no_join;
2021
2022         rcu_read_unlock();
2023
2024         if (!join)
2025                 return;
2026
2027         BUG_ON(irqs_disabled());
2028         double_lock_irq(&my_grp->lock, &grp->lock);
2029
2030         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
2031                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2032                 grp->faults[i] += p->numa_faults[i];
2033         }
2034         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2035         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
2036
2037         my_grp->nr_tasks--;
2038         grp->nr_tasks++;
2039
2040         spin_unlock(&my_grp->lock);
2041         spin_unlock_irq(&grp->lock);
2042
2043         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2044
2045         put_numa_group(my_grp);
2046         return;
2047
2048 no_join:
2049         rcu_read_unlock();
2050         return;
2051 }
2052
2053 void task_numa_free(struct task_struct *p)
2054 {
2055         struct numa_group *grp = p->numa_group;
2056         void *numa_faults = p->numa_faults;
2057         unsigned long flags;
2058         int i;
2059
2060         if (grp) {
2061                 spin_lock_irqsave(&grp->lock, flags);
2062                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2063                         grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2064                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2065
2066                 grp->nr_tasks--;
2067                 spin_unlock_irqrestore(&grp->lock, flags);
2068                 RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2069                 put_numa_group(grp);
2070         }
2071
2072         p->numa_faults = NULL;
2073         kfree(numa_faults);
2074 }
2075
2076 /*
2077  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
2078  */
2079 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
2080 {
2081         struct task_struct *p = current;
2082         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
2083         int cpu_node = task_node(current);
2084         int local = !!(flags & TNF_FAULT_LOCAL);
2085         int priv;
2086
2087         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2088                 return;
2089
2090         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
2091         if (!p->mm)
2092                 return;
2093
2094         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
2095         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
2096                 int size = sizeof(*p->numa_faults) *
2097                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
2098
2099                 p->numa_faults = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
2100                 if (!p->numa_faults)
2101                         return;
2102
2103                 p->total_numa_faults = 0;
2104                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2105         }
2106
2107         /*
2108          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
2109          * to be private if the accessing pid has not changed
2110          */
2111         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
2112                 priv = 1;
2113         } else {
2114                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
2115                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
2116                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
2117         }
2118
2119         /*
2120          * If a workload spans multiple NUMA nodes, a shared fault that
2121          * occurs wholly within the set of nodes that the workload is
2122          * actively using should be counted as local. This allows the
2123          * scan rate to slow down when a workload has settled down.
2124          */
2125         if (!priv && !local && p->numa_group &&
2126                         node_isset(cpu_node, p->numa_group->active_nodes) &&
2127                         node_isset(mem_node, p->numa_group->active_nodes))
2128                 local = 1;
2129
2130         task_numa_placement(p);
2131
2132         /*
2133          * Retry task to preferred node migration periodically, in case it
2134          * case it previously failed, or the scheduler moved us.
2135          */
2136         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry))
2137                 numa_migrate_preferred(p);
2138
2139         if (migrated)
2140                 p->numa_pages_migrated += pages;
2141         if (flags & TNF_MIGRATE_FAIL)
2142                 p->numa_faults_locality[2] += pages;
2143
2144         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, mem_node, priv)] += pages;
2145         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, cpu_node, priv)] += pages;
2146         p->numa_faults_locality[local] += pages;
2147 }
2148
2149 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
2150 {
2151         /*
2152          * We only did a read acquisition of the mmap sem, so
2153          * p->mm->numa_scan_seq is written to without exclusive access
2154          * and the update is not guaranteed to be atomic. That's not
2155          * much of an issue though, since this is just used for
2156          * statistical sampling. Use READ_ONCE/WRITE_ONCE, which are not
2157          * expensive, to avoid any form of compiler optimizations:
2158          */
2159         WRITE_ONCE(p->mm->numa_scan_seq, READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq) + 1);
2160         p->mm->numa_scan_offset = 0;
2161 }
2162
2163 /*
2164  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
2165  * Triggered from task_tick_numa().
2166  */
2167 void task_numa_work(struct callback_head *work)
2168 {
2169         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
2170         struct task_struct *p = current;
2171         struct mm_struct *mm = p->mm;
2172         struct vm_area_struct *vma;
2173         unsigned long start, end;
2174         unsigned long nr_pte_updates = 0;
2175         long pages, virtpages;
2176
2177         WARN_ON_ONCE(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
2178
2179         work->next = work; /* protect against double add */
2180         /*
2181          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
2182          *
2183          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
2184          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
2185          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
2186          * work.
2187          */
2188         if (p->flags & PF_EXITING)
2189                 return;
2190
2191         if (!mm->numa_next_scan) {
2192                 mm->numa_next_scan = now +
2193                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2194         }
2195
2196         /*
2197          * Enforce maximal scan/migration frequency..
2198          */
2199         migrate = mm->numa_next_scan;
2200         if (time_before(now, migrate))
2201                 return;
2202
2203         if (p->numa_scan_period == 0) {
2204                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2205                 p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
2206         }
2207
2208         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2209         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
2210                 return;
2211
2212         /*
2213          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
2214          * the next time around.
2215          */
2216         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
2217
2218         start = mm->numa_scan_offset;
2219         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
2220         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
2221         virtpages = pages * 8;     /* Scan up to this much virtual space */
2222         if (!pages)
2223                 return;
2224
2225
2226         down_read(&mm->mmap_sem);
2227         vma = find_vma(mm, start);
2228         if (!vma) {
2229                 reset_ptenuma_scan(p);
2230                 start = 0;
2231                 vma = mm->mmap;
2232         }
2233         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
2234                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(vma) ||
2235                         is_vm_hugetlb_page(vma) || (vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP)) {
2236                         continue;
2237                 }
2238
2239                 /*
2240                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
2241                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
2242                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
2243                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
2244                  */
2245                 if (!vma->vm_mm ||
2246                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
2247                         continue;
2248
2249                 /*
2250                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
2251                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
2252                  */
2253                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
2254                         continue;
2255
2256                 do {
2257                         start = max(start, vma->vm_start);
2258                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
2259                         end = min(end, vma->vm_end);
2260                         nr_pte_updates = change_prot_numa(vma, start, end);
2261
2262                         /*
2263                          * Try to scan sysctl_numa_balancing_size worth of
2264                          * hpages that have at least one present PTE that
2265                          * is not already pte-numa. If the VMA contains
2266                          * areas that are unused or already full of prot_numa
2267                          * PTEs, scan up to virtpages, to skip through those
2268                          * areas faster.
2269                          */
2270                         if (nr_pte_updates)
2271                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2272                         virtpages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2273
2274                         start = end;
2275                         if (pages <= 0 || virtpages <= 0)
2276                                 goto out;
2277
2278                         cond_resched();
2279                 } while (end != vma->vm_end);
2280         }
2281
2282 out:
2283         /*
2284          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
2285          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
2286          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
2287          * scanner to the start so check it now.
2288          */
2289         if (vma)
2290                 mm->numa_scan_offset = start;
2291         else
2292                 reset_ptenuma_scan(p);
2293         up_read(&mm->mmap_sem);
2294 }
2295
2296 /*
2297  * Drive the periodic memory faults..
2298  */
2299 void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2300 {
2301         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
2302         u64 period, now;
2303
2304         /*
2305          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
2306          */
2307         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
2308                 return;
2309
2310         /*
2311          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
2312          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
2313          * task needs to have done some actual work before we bother with
2314          * NUMA placement.
2315          */
2316         now = curr->se.sum_exec_runtime;
2317         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
2318
2319         if (now > curr->node_stamp + period) {
2320                 if (!curr->node_stamp)
2321                         curr->numa_scan_period = task_scan_min(curr);
2322                 curr->node_stamp += period;
2323
2324                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
2325                         init_task_work(work, task_numa_work); /* TODO: move this into sched_fork() */
2326                         task_work_add(curr, work, true);
2327                 }
2328         }
2329 }
2330 #else
2331 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2332 {
2333 }
2334
2335 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2336 {
2337 }
2338
2339 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2340 {
2341 }
2342 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2343
2344 static void
2345 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2346 {
2347         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2348         if (!parent_entity(se))
2349                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2350 #ifdef CONFIG_SMP
2351         if (entity_is_task(se)) {
2352                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2353
2354                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
2355                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
2356         }
2357 #endif
2358         cfs_rq->nr_running++;
2359 }
2360
2361 static void
2362 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2363 {
2364         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2365         if (!parent_entity(se))
2366                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2367         if (entity_is_task(se)) {
2368                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
2369                 list_del_init(&se->group_node);
2370         }
2371         cfs_rq->nr_running--;
2372 }
2373
2374 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2375 # ifdef CONFIG_SMP
2376 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
2377 {
2378         long tg_weight;
2379
2380         /*
2381          * Use this CPU's real-time load instead of the last load contribution
2382          * as the updating of the contribution is delayed, and we will use the
2383          * the real-time load to calc the share. See update_tg_load_avg().
2384          */
2385         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
2386         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
2387         tg_weight += cfs_rq->load.weight;
2388
2389         return tg_weight;
2390 }
2391
2392 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2393 {
2394         long tg_weight, load, shares;
2395
2396         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
2397         load = cfs_rq->load.weight;
2398
2399         shares = (tg->shares * load);
2400         if (tg_weight)
2401                 shares /= tg_weight;
2402
2403         if (shares < MIN_SHARES)
2404                 shares = MIN_SHARES;
2405         if (shares > tg->shares)
2406                 shares = tg->shares;
2407
2408         return shares;
2409 }
2410 # else /* CONFIG_SMP */
2411 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2412 {
2413         return tg->shares;
2414 }
2415 # endif /* CONFIG_SMP */
2416 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
2417                             unsigned long weight)
2418 {
2419         if (se->on_rq) {
2420                 /* commit outstanding execution time */
2421                 if (cfs_rq->curr == se)
2422                         update_curr(cfs_rq);
2423                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2424         }
2425
2426         update_load_set(&se->load, weight);
2427
2428         if (se->on_rq)
2429                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2430 }
2431
2432 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
2433
2434 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2435 {
2436         struct task_group *tg;
2437         struct sched_entity *se;
2438         long shares;
2439
2440         tg = cfs_rq->tg;
2441         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
2442         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
2443                 return;
2444 #ifndef CONFIG_SMP
2445         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
2446                 return;
2447 #endif
2448         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
2449
2450         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
2451 }
2452 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2453 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2454 {
2455 }
2456 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2457
2458 #ifdef CONFIG_SMP
2459 /* Precomputed fixed inverse multiplies for multiplication by y^n */
2460 static const u32 runnable_avg_yN_inv[] = {
2461         0xffffffff, 0xfa83b2da, 0xf5257d14, 0xefe4b99a, 0xeac0c6e6, 0xe5b906e6,
2462         0xe0ccdeeb, 0xdbfbb796, 0xd744fcc9, 0xd2a81d91, 0xce248c14, 0xc9b9bd85,
2463         0xc5672a10, 0xc12c4cc9, 0xbd08a39e, 0xb8fbaf46, 0xb504f333, 0xb123f581,
2464         0xad583ee9, 0xa9a15ab4, 0xa5fed6a9, 0xa2704302, 0x9ef5325f, 0x9b8d39b9,
2465         0x9837f050, 0x94f4efa8, 0x91c3d373, 0x8ea4398a, 0x8b95c1e3, 0x88980e80,
2466         0x85aac367, 0x82cd8698,
2467 };
2468
2469 /*
2470  * Precomputed \Sum y^k { 1<=k<=n }.  These are floor(true_value) to prevent
2471  * over-estimates when re-combining.
2472  */
2473 static const u32 runnable_avg_yN_sum[] = {
2474             0, 1002, 1982, 2941, 3880, 4798, 5697, 6576, 7437, 8279, 9103,
2475          9909,10698,11470,12226,12966,13690,14398,15091,15769,16433,17082,
2476         17718,18340,18949,19545,20128,20698,21256,21802,22336,22859,23371,
2477 };
2478
2479 /*
2480  * Approximate:
2481  *   val * y^n,    where y^32 ~= 0.5 (~1 scheduling period)
2482  */
2483 static __always_inline u64 decay_load(u64 val, u64 n)
2484 {
2485         unsigned int local_n;
2486
2487         if (!n)
2488                 return val;
2489         else if (unlikely(n > LOAD_AVG_PERIOD * 63))
2490                 return 0;
2491
2492         /* after bounds checking we can collapse to 32-bit */
2493         local_n = n;
2494
2495         /*
2496          * As y^PERIOD = 1/2, we can combine
2497          *    y^n = 1/2^(n/PERIOD) * y^(n%PERIOD)
2498          * With a look-up table which covers y^n (n<PERIOD)
2499          *
2500          * To achieve constant time decay_load.
2501          */
2502         if (unlikely(local_n >= LOAD_AVG_PERIOD)) {
2503                 val >>= local_n / LOAD_AVG_PERIOD;
2504                 local_n %= LOAD_AVG_PERIOD;
2505         }
2506
2507         val = mul_u64_u32_shr(val, runnable_avg_yN_inv[local_n], 32);
2508         return val;
2509 }
2510
2511 /*
2512  * For updates fully spanning n periods, the contribution to runnable
2513  * average will be: \Sum 1024*y^n
2514  *
2515  * We can compute this reasonably efficiently by combining:
2516  *   y^PERIOD = 1/2 with precomputed \Sum 1024*y^n {for  n <PERIOD}
2517  */
2518 static u32 __compute_runnable_contrib(u64 n)
2519 {
2520         u32 contrib = 0;
2521
2522         if (likely(n <= LOAD_AVG_PERIOD))
2523                 return runnable_avg_yN_sum[n];
2524         else if (unlikely(n >= LOAD_AVG_MAX_N))
2525                 return LOAD_AVG_MAX;
2526
2527         /* Compute \Sum k^n combining precomputed values for k^i, \Sum k^j */
2528         do {
2529                 contrib /= 2; /* y^LOAD_AVG_PERIOD = 1/2 */
2530                 contrib += runnable_avg_yN_sum[LOAD_AVG_PERIOD];
2531
2532                 n -= LOAD_AVG_PERIOD;
2533         } while (n > LOAD_AVG_PERIOD);
2534
2535         contrib = decay_load(contrib, n);
2536         return contrib + runnable_avg_yN_sum[n];
2537 }
2538
2539 #if (SCHED_LOAD_SHIFT - SCHED_LOAD_RESOLUTION) != 10 || SCHED_CAPACITY_SHIFT != 10
2540 #error "load tracking assumes 2^10 as unit"
2541 #endif
2542
2543 #define cap_scale(v, s) ((v)*(s) >> SCHED_CAPACITY_SHIFT)
2544
2545 /*
2546  * We can represent the historical contribution to runnable average as the
2547  * coefficients of a geometric series.  To do this we sub-divide our runnable
2548  * history into segments of approximately 1ms (1024us); label the segment that
2549  * occurred N-ms ago p_N, with p_0 corresponding to the current period, e.g.
2550  *
2551  * [<- 1024us ->|<- 1024us ->|<- 1024us ->| ...
2552  *      p0            p1           p2
2553  *     (now)       (~1ms ago)  (~2ms ago)
2554  *
2555  * Let u_i denote the fraction of p_i that the entity was runnable.
2556  *
2557  * We then designate the fractions u_i as our co-efficients, yielding the
2558  * following representation of historical load:
2559  *   u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + u_3*y^3 + ...
2560  *
2561  * We choose y based on the with of a reasonably scheduling period, fixing:
2562  *   y^32 = 0.5
2563  *
2564  * This means that the contribution to load ~32ms ago (u_32) will be weighted
2565  * approximately half as much as the contribution to load within the last ms
2566  * (u_0).
2567  *
2568  * When a period "rolls over" and we have new u_0`, multiplying the previous
2569  * sum again by y is sufficient to update:
2570  *   load_avg = u_0` + y*(u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... )
2571  *            = u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... [re-labeling u_i --> u_{i+1}]
2572  */
2573 static __always_inline int
2574 __update_load_avg(u64 now, int cpu, struct sched_avg *sa,
2575                   unsigned long weight, int running, struct cfs_rq *cfs_rq)
2576 {
2577         u64 delta, scaled_delta, periods;
2578         u32 contrib;
2579         unsigned int delta_w, scaled_delta_w, decayed = 0;
2580         unsigned long scale_freq, scale_cpu;
2581
2582         delta = now - sa->last_update_time;
2583         /*
2584          * This should only happen when time goes backwards, which it
2585          * unfortunately does during sched clock init when we swap over to TSC.
2586          */
2587         if ((s64)delta < 0) {
2588                 sa->last_update_time = now;
2589                 return 0;
2590         }
2591
2592         /*
2593          * Use 1024ns as the unit of measurement since it's a reasonable
2594          * approximation of 1us and fast to compute.
2595          */
2596         delta >>= 10;
2597         if (!delta)
2598                 return 0;
2599         sa->last_update_time = now;
2600
2601         scale_freq = arch_scale_freq_capacity(NULL, cpu);
2602         scale_cpu = arch_scale_cpu_capacity(NULL, cpu);
2603         trace_sched_contrib_scale_f(cpu, scale_freq, scale_cpu);
2604
2605         /* delta_w is the amount already accumulated against our next period */
2606         delta_w = sa->period_contrib;
2607         if (delta + delta_w >= 1024) {
2608                 decayed = 1;
2609
2610                 /* how much left for next period will start over, we don't know yet */
2611                 sa->period_contrib = 0;
2612
2613                 /*
2614                  * Now that we know we're crossing a period boundary, figure
2615                  * out how much from delta we need to complete the current
2616                  * period and accrue it.
2617                  */
2618                 delta_w = 1024 - delta_w;
2619                 scaled_delta_w = cap_scale(delta_w, scale_freq);
2620                 if (weight) {
2621                         sa->load_sum += weight * scaled_delta_w;
2622                         if (cfs_rq) {
2623                                 cfs_rq->runnable_load_sum +=
2624                                                 weight * scaled_delta_w;
2625                         }
2626                 }
2627                 if (running)
2628                         sa->util_sum += scaled_delta_w * scale_cpu;
2629
2630                 delta -= delta_w;
2631
2632                 /* Figure out how many additional periods this update spans */
2633                 periods = delta / 1024;
2634                 delta %= 1024;
2635
2636                 sa->load_sum = decay_load(sa->load_sum, periods + 1);
2637                 if (cfs_rq) {
2638                         cfs_rq->runnable_load_sum =
2639                                 decay_load(cfs_rq->runnable_load_sum, periods + 1);
2640                 }
2641                 sa->util_sum = decay_load((u64)(sa->util_sum), periods + 1);
2642
2643                 /* Efficiently calculate \sum (1..n_period) 1024*y^i */
2644                 contrib = __compute_runnable_contrib(periods);
2645                 contrib = cap_scale(contrib, scale_freq);
2646                 if (weight) {
2647                         sa->load_sum += weight * contrib;
2648                         if (cfs_rq)
2649                                 cfs_rq->runnable_load_sum += weight * contrib;
2650                 }
2651                 if (running)
2652                         sa->util_sum += contrib * scale_cpu;
2653         }
2654
2655         /* Remainder of delta accrued against u_0` */
2656         scaled_delta = cap_scale(delta, scale_freq);
2657         if (weight) {
2658                 sa->load_sum += weight * scaled_delta;
2659                 if (cfs_rq)
2660                         cfs_rq->runnable_load_sum += weight * scaled_delta;
2661         }
2662         if (running)
2663                 sa->util_sum += scaled_delta * scale_cpu;
2664
2665         sa->period_contrib += delta;
2666
2667         if (decayed) {
2668                 sa->load_avg = div_u64(sa->load_sum, LOAD_AVG_MAX);
2669                 if (cfs_rq) {
2670                         cfs_rq->runnable_load_avg =
2671                                 div_u64(cfs_rq->runnable_load_sum, LOAD_AVG_MAX);
2672                 }
2673                 sa->util_avg = sa->util_sum / LOAD_AVG_MAX;
2674         }
2675
2676         return decayed;
2677 }
2678
2679 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2680 /*
2681  * Updating tg's load_avg is necessary before update_cfs_share (which is done)
2682  * and effective_load (which is not done because it is too costly).
2683  */
2684 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force)
2685 {
2686         long delta = cfs_rq->avg.load_avg - cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
2687
2688         if (force || abs(delta) > cfs_rq->tg_load_avg_contrib / 64) {
2689                 atomic_long_add(delta, &cfs_rq->tg->load_avg);
2690                 cfs_rq->tg_load_avg_contrib = cfs_rq->avg.load_avg;
2691         }
2692 }
2693
2694 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2695 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force) {}
2696 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2697
2698 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
2699
2700 /*
2701  * Unsigned subtract and clamp on underflow.
2702  *
2703  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
2704  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
2705  * values.
2706  */
2707 #define sub_positive(_ptr, _val) do {                           \
2708         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
2709         typeof(*ptr) val = (_val);                              \
2710         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
2711         res = var - val;                                        \
2712         if (res > var)                                          \
2713                 res = 0;                                        \
2714         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
2715 } while (0)
2716
2717 /* Group cfs_rq's load_avg is used for task_h_load and update_cfs_share */
2718 static inline int update_cfs_rq_load_avg(u64 now, struct cfs_rq *cfs_rq)
2719 {
2720         struct sched_avg *sa = &cfs_rq->avg;
2721         int decayed, removed = 0;
2722
2723         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_load_avg)) {
2724                 s64 r = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_load_avg, 0);
2725                 sub_positive(&sa->load_avg, r);
2726                 sub_positive(&sa->load_sum, r * LOAD_AVG_MAX);
2727                 removed = 1;
2728         }
2729
2730         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_util_avg)) {
2731                 long r = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_util_avg, 0);
2732                 sub_positive(&sa->util_avg, r);
2733                 sub_positive(&sa->util_sum, r * LOAD_AVG_MAX);
2734         }
2735
2736         decayed = __update_load_avg(now, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), sa,
2737                 scale_load_down(cfs_rq->load.weight), cfs_rq->curr != NULL, cfs_rq);
2738
2739 #ifndef CONFIG_64BIT
2740         smp_wmb();
2741         cfs_rq->load_last_update_time_copy = sa->last_update_time;
2742 #endif
2743
2744         return decayed || removed;
2745 }
2746
2747 /* Update task and its cfs_rq load average */
2748 static inline void update_load_avg(struct sched_entity *se, int update_tg)
2749 {
2750         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2751         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
2752         int cpu = cpu_of(rq_of(cfs_rq));
2753
2754         /*
2755          * Track task load average for carrying it to new CPU after migrated, and
2756          * track group sched_entity load average for task_h_load calc in migration
2757          */
2758         __update_load_avg(now, cpu, &se->avg,
2759                           se->on_rq * scale_load_down(se->load.weight),
2760                           cfs_rq->curr == se, NULL);
2761
2762         if (update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq) && update_tg)
2763                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
2764
2765         if (entity_is_task(se))
2766                 trace_sched_load_avg_task(task_of(se), &se->avg);
2767         trace_sched_load_avg_cpu(cpu, cfs_rq);
2768 }
2769
2770 static void attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2771 {
2772         if (!sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD))
2773                 goto skip_aging;
2774
2775         /*
2776          * If we got migrated (either between CPUs or between cgroups) we'll
2777          * have aged the average right before clearing @last_update_time.
2778          */
2779         if (se->avg.last_update_time) {
2780                 __update_load_avg(cfs_rq->avg.last_update_time, cpu_of(rq_of(cfs_rq)),
2781                                   &se->avg, 0, 0, NULL);
2782
2783                 /*
2784                  * XXX: we could have just aged the entire load away if we've been
2785                  * absent from the fair class for too long.
2786                  */
2787         }
2788
2789 skip_aging:
2790         se->avg.last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
2791         cfs_rq->avg.load_avg += se->avg.load_avg;
2792         cfs_rq->avg.load_sum += se->avg.load_sum;
2793         cfs_rq->avg.util_avg += se->avg.util_avg;
2794         cfs_rq->avg.util_sum += se->avg.util_sum;
2795 }
2796
2797 static void detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2798 {
2799         __update_load_avg(cfs_rq->avg.last_update_time, cpu_of(rq_of(cfs_rq)),
2800                           &se->avg, se->on_rq * scale_load_down(se->load.weight),
2801                           cfs_rq->curr == se, NULL);
2802
2803         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, se->avg.load_avg);
2804         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, se->avg.load_sum);
2805         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, se->avg.util_avg);
2806         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_sum, se->avg.util_sum);
2807 }
2808
2809 /* Add the load generated by se into cfs_rq's load average */
2810 static inline void
2811 enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2812 {
2813         struct sched_avg *sa = &se->avg;
2814         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
2815         int migrated, decayed;
2816
2817         migrated = !sa->last_update_time;
2818         if (!migrated) {
2819                 __update_load_avg(now, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), sa,
2820                         se->on_rq * scale_load_down(se->load.weight),
2821                         cfs_rq->curr == se, NULL);
2822         }
2823
2824         decayed = update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
2825
2826         cfs_rq->runnable_load_avg += sa->load_avg;
2827         cfs_rq->runnable_load_sum += sa->load_sum;
2828
2829         if (migrated)
2830                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
2831
2832         if (decayed || migrated)
2833                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
2834 }
2835
2836 /* Remove the runnable load generated by se from cfs_rq's runnable load average */
2837 static inline void
2838 dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2839 {
2840         update_load_avg(se, 1);
2841
2842         cfs_rq->runnable_load_avg =
2843                 max_t(long, cfs_rq->runnable_load_avg - se->avg.load_avg, 0);
2844         cfs_rq->runnable_load_sum =
2845                 max_t(s64,  cfs_rq->runnable_load_sum - se->avg.load_sum, 0);
2846 }
2847
2848 #ifndef CONFIG_64BIT
2849 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
2850 {
2851         u64 last_update_time_copy;
2852         u64 last_update_time;
2853
2854         do {
2855                 last_update_time_copy = cfs_rq->load_last_update_time_copy;
2856                 smp_rmb();
2857                 last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
2858         } while (last_update_time != last_update_time_copy);
2859
2860         return last_update_time;
2861 }
2862 #else
2863 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
2864 {
2865         return cfs_rq->avg.last_update_time;
2866 }
2867 #endif
2868
2869 /*
2870  * Task first catches up with cfs_rq, and then subtract
2871  * itself from the cfs_rq (task must be off the queue now).
2872  */
2873 void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
2874 {
2875         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2876         u64 last_update_time;
2877
2878         /*
2879          * Newly created task or never used group entity should not be removed
2880          * from its (source) cfs_rq
2881          */
2882         if (se->avg.last_update_time == 0)
2883                 return;
2884
2885         last_update_time = cfs_rq_last_update_time(cfs_rq);
2886
2887         __update_load_avg(last_update_time, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), &se->avg, 0, 0, NULL);
2888         atomic_long_add(se->avg.load_avg, &cfs_rq->removed_load_avg);
2889         atomic_long_add(se->avg.util_avg, &cfs_rq->removed_util_avg);
2890 }
2891
2892 /*
2893  * Update the rq's load with the elapsed running time before entering
2894  * idle. if the last scheduled task is not a CFS task, idle_enter will
2895  * be the only way to update the runnable statistic.
2896  */
2897 void idle_enter_fair(struct rq *this_rq)
2898 {
2899 }
2900
2901 /*
2902  * Update the rq's load with the elapsed idle time before a task is
2903  * scheduled. if the newly scheduled task is not a CFS task, idle_exit will
2904  * be the only way to update the runnable statistic.
2905  */
2906 void idle_exit_fair(struct rq *this_rq)
2907 {
2908 }
2909
2910 static inline unsigned long cfs_rq_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
2911 {
2912         return cfs_rq->runnable_load_avg;
2913 }
2914
2915 static inline unsigned long cfs_rq_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
2916 {
2917         return cfs_rq->avg.load_avg;
2918 }
2919
2920 static int idle_balance(struct rq *this_rq);
2921
2922 #else /* CONFIG_SMP */
2923
2924 static inline void update_load_avg(struct sched_entity *se, int update_tg) {}
2925 static inline void
2926 enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
2927 static inline void
2928 dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
2929 static inline void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se) {}
2930
2931 static inline void
2932 attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
2933 static inline void
2934 detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
2935
2936 static inline int idle_balance(struct rq *rq)
2937 {
2938         return 0;
2939 }
2940
2941 #endif /* CONFIG_SMP */
2942
2943 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2944 {
2945 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2946         struct task_struct *tsk = NULL;
2947
2948         if (entity_is_task(se))
2949                 tsk = task_of(se);
2950
2951         if (se->statistics.sleep_start) {
2952                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.sleep_start;
2953
2954                 if ((s64)delta < 0)
2955                         delta = 0;
2956
2957                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
2958                         se->statistics.sleep_max = delta;
2959
2960                 se->statistics.sleep_start = 0;
2961                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2962
2963                 if (tsk) {
2964                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
2965                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
2966                 }
2967         }
2968         if (se->statistics.block_start) {
2969                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.block_start;
2970
2971                 if ((s64)delta < 0)
2972                         delta = 0;
2973
2974                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
2975                         se->statistics.block_max = delta;
2976
2977                 se->statistics.block_start = 0;
2978                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2979
2980                 if (tsk) {
2981                         if (tsk->in_iowait) {
2982                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
2983                                 se->statistics.iowait_count++;
2984                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
2985                         }
2986
2987                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
2988                         trace_sched_blocked_reason(tsk);
2989
2990                         /*
2991                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
2992                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
2993                          * amount of time that the task spent sleeping:
2994                          */
2995                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
2996                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
2997                                                 (void *)get_wchan(tsk),
2998                                                 delta >> 20);
2999                         }
3000                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
3001                 }
3002         }
3003 #endif
3004 }
3005
3006 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3007 {
3008 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3009         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
3010
3011         if (d < 0)
3012                 d = -d;
3013
3014         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
3015                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
3016 #endif
3017 }
3018
3019 static void
3020 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
3021 {
3022         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3023
3024         /*
3025          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
3026          * however the extra weight of the new task will slow them down a
3027          * little, place the new task so that it fits in the slot that
3028          * stays open at the end.
3029          */
3030         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
3031                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
3032
3033         /* sleeps up to a single latency don't count. */
3034         if (!initial) {
3035                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
3036
3037                 /*
3038                  * Halve their sleep time's effect, to allow
3039                  * for a gentler effect of sleepers:
3040                  */
3041                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
3042                         thresh >>= 1;
3043
3044                 vruntime -= thresh;
3045         }
3046
3047         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
3048         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
3049 }
3050
3051 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
3052
3053 static void
3054 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3055 {
3056         /*
3057          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
3058          * through calling update_curr().
3059          */
3060         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
3061                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
3062
3063         /*
3064          * Update run-time statistics of the 'current'.
3065          */
3066         update_curr(cfs_rq);
3067         enqueue_entity_load_avg(cfs_rq, se);
3068         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
3069         update_cfs_shares(cfs_rq);
3070
3071         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
3072                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
3073                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
3074         }
3075
3076         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
3077         check_spread(cfs_rq, se);
3078         if (se != cfs_rq->curr)
3079                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
3080         se->on_rq = 1;
3081
3082         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
3083                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
3084                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
3085         }
3086 }
3087
3088 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
3089 {
3090         for_each_sched_entity(se) {
3091                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3092                 if (cfs_rq->last != se)
3093                         break;
3094
3095                 cfs_rq->last = NULL;
3096         }
3097 }
3098
3099 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
3100 {
3101         for_each_sched_entity(se) {
3102                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3103                 if (cfs_rq->next != se)
3104                         break;
3105
3106                 cfs_rq->next = NULL;
3107         }
3108 }
3109
3110 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
3111 {
3112         for_each_sched_entity(se) {
3113                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3114                 if (cfs_rq->skip != se)
3115                         break;
3116
3117                 cfs_rq->skip = NULL;
3118         }
3119 }
3120
3121 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3122 {
3123         if (cfs_rq->last == se)
3124                 __clear_buddies_last(se);
3125
3126         if (cfs_rq->next == se)
3127                 __clear_buddies_next(se);
3128
3129         if (cfs_rq->skip == se)
3130                 __clear_buddies_skip(se);
3131 }
3132
3133 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3134
3135 static void
3136 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3137 {
3138         /*
3139          * Update run-time statistics of the 'current'.
3140          */
3141         update_curr(cfs_rq);
3142         dequeue_entity_load_avg(cfs_rq, se);
3143
3144         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
3145         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
3146 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3147                 if (entity_is_task(se)) {
3148                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
3149
3150                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
3151                                 se->statistics.sleep_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
3152                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
3153                                 se->statistics.block_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
3154                 }
3155 #endif
3156         }
3157
3158         clear_buddies(cfs_rq, se);
3159
3160         if (se != cfs_rq->curr)
3161                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3162         se->on_rq = 0;
3163         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
3164
3165         /*
3166          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
3167          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
3168          * movement in our normalized position.
3169          */
3170         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
3171                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
3172
3173         /* return excess runtime on last dequeue */
3174         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3175
3176         update_min_vruntime(cfs_rq);
3177         update_cfs_shares(cfs_rq);
3178 }
3179
3180 /*
3181  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
3182  */
3183 static void
3184 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
3185 {
3186         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
3187         struct sched_entity *se;
3188         s64 delta;
3189
3190         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
3191         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
3192         if (delta_exec > ideal_runtime) {
3193                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3194                 /*
3195                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
3196                  * re-elected due to buddy favours.
3197                  */
3198                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
3199                 return;
3200         }
3201
3202         /*
3203          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
3204          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
3205          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
3206          */
3207         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
3208                 return;
3209
3210         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
3211         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
3212
3213         if (delta < 0)
3214                 return;
3215
3216         if (delta > ideal_runtime)
3217                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3218 }
3219
3220 static void
3221 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3222 {
3223         /* 'current' is not kept within the tree. */
3224         if (se->on_rq) {
3225                 /*
3226                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
3227                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
3228                  * runqueue.
3229                  */
3230                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
3231                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3232                 update_load_avg(se, 1);
3233         }
3234
3235         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
3236         cfs_rq->curr = se;
3237 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3238         /*
3239          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
3240          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
3241          * when there are only lesser-weight tasks around):
3242          */
3243         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
3244                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
3245                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
3246         }
3247 #endif
3248         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
3249 }
3250
3251 static int
3252 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
3253
3254 /*
3255  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
3256  * 1) keep things fair between processes/task groups
3257  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
3258  * 3) pick the "last" process, for cache locality
3259  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
3260  */
3261 static struct sched_entity *
3262 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
3263 {
3264         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
3265         struct sched_entity *se;
3266
3267         /*
3268          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
3269          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
3270          */
3271         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
3272                 left = curr;
3273
3274         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
3275
3276         /*
3277          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
3278          * be done without getting too unfair.
3279          */
3280         if (cfs_rq->skip == se) {
3281                 struct sched_entity *second;
3282
3283                 if (se == curr) {
3284                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
3285                 } else {
3286                         second = __pick_next_entity(se);
3287                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
3288                                 second = curr;
3289                 }
3290
3291                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
3292                         se = second;
3293         }
3294
3295         /*
3296          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
3297          */
3298         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
3299                 se = cfs_rq->last;
3300
3301         /*
3302          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
3303          */
3304         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
3305                 se = cfs_rq->next;
3306
3307         clear_buddies(cfs_rq, se);
3308
3309         return se;
3310 }
3311
3312 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3313
3314 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
3315 {
3316         /*
3317          * If still on the runqueue then deactivate_task()
3318          * was not called and update_curr() has to be done:
3319          */
3320         if (prev->on_rq)
3321                 update_curr(cfs_rq);
3322
3323         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
3324         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3325
3326         check_spread(cfs_rq, prev);
3327         if (prev->on_rq) {
3328                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
3329                 /* Put 'current' back into the tree. */
3330                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
3331                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
3332                 update_load_avg(prev, 0);
3333         }
3334         cfs_rq->curr = NULL;
3335 }
3336
3337 static void
3338 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
3339 {
3340         /*
3341          * Update run-time statistics of the 'current'.
3342          */
3343         update_curr(cfs_rq);
3344
3345         /*
3346          * Ensure that runnable average is periodically updated.
3347          */
3348         update_load_avg(curr, 1);
3349         update_cfs_shares(cfs_rq);
3350
3351 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
3352         /*
3353          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
3354          * validating it and just reschedule.
3355          */
3356         if (queued) {
3357                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3358                 return;
3359         }
3360         /*
3361          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
3362          */
3363         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
3364                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
3365                 return;
3366 #endif
3367
3368         if (cfs_rq->nr_running > 1)
3369                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
3370 }
3371
3372
3373 /**************************************************
3374  * CFS bandwidth control machinery
3375  */
3376
3377 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
3378
3379 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
3380 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
3381
3382 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
3383 {
3384         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
3385 }
3386
3387 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
3388 {
3389         static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
3390 }
3391
3392 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
3393 {
3394         static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
3395 }
3396 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
3397 static bool cfs_bandwidth_used(void)
3398 {
3399         return true;
3400 }
3401
3402 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
3403 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
3404 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
3405
3406 /*
3407  * default period for cfs group bandwidth.
3408  * default: 0.1s, units: nanoseconds
3409  */
3410 static inline u64 default_cfs_period(void)
3411 {
3412         return 100000000ULL;
3413 }
3414
3415 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
3416 {
3417         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
3418 }
3419
3420 /*
3421  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
3422  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
3423  * additional synchronization around rq->lock.
3424  *
3425  * requires cfs_b->lock
3426  */
3427 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3428 {
3429         u64 now;
3430
3431         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3432                 return;
3433
3434         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
3435         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
3436         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
3437 }
3438
3439 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
3440 {
3441         return &tg->cfs_bandwidth;
3442 }
3443
3444 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
3445 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
3446 {
3447         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
3448                 return cfs_rq->throttled_clock_task;
3449
3450         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
3451 }
3452
3453 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
3454 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3455 {
3456         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
3457         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
3458         u64 amount = 0, min_amount, expires;
3459
3460         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
3461         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
3462
3463         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3464         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3465                 amount = min_amount;
3466         else {
3467                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
3468
3469                 if (cfs_b->runtime > 0) {
3470                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
3471                         cfs_b->runtime -= amount;
3472                         cfs_b->idle = 0;
3473                 }
3474         }
3475         expires = cfs_b->runtime_expires;
3476         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3477
3478         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
3479         /*
3480          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
3481          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
3482          * issued.
3483          */
3484         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
3485                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3486
3487         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
3488 }
3489
3490 /*
3491  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
3492  * fact that rq->clock snapshots this value.
3493  */
3494 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3495 {
3496         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3497
3498         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
3499         if (likely((s64)(rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
3500                 return;
3501
3502         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
3503                 return;
3504
3505         /*
3506          * If the local deadline has passed we have to consider the
3507          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
3508          * has not truly expired.
3509          *
3510          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
3511          * whether the global deadline has advanced. It is valid to compare
3512          * cfs_b->runtime_expires without any locks since we only care about
3513          * exact equality, so a partial write will still work.
3514          */
3515
3516         if (cfs_rq->runtime_expires != cfs_b->runtime_expires) {
3517                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
3518                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
3519         } else {
3520                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
3521                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
3522         }
3523 }
3524
3525 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3526 {
3527         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
3528         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
3529         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3530
3531         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3532                 return;
3533
3534         /*
3535          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
3536          * hierarchy can be throttled
3537          */
3538         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
3539                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3540 }
3541
3542 static __always_inline
3543 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3544 {
3545         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
3546                 return;
3547
3548         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
3549 }
3550
3551 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
3552 {
3553         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
3554 }
3555
3556 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
3557 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
3558 {
3559         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
3560 }
3561
3562 /*
3563  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
3564  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
3565  * load-balance operations.
3566  */
3567 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
3568                                     int src_cpu, int dest_cpu)
3569 {
3570         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
3571
3572         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
3573         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
3574
3575         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
3576                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
3577 }
3578
3579 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
3580 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
3581 {
3582         struct rq *rq = data;
3583         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3584
3585         cfs_rq->throttle_count--;
3586 #ifdef CONFIG_SMP
3587         if (!cfs_rq->throttle_count) {
3588                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
3589                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
3590                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
3591         }
3592 #endif
3593
3594         return 0;
3595 }
3596
3597 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
3598 {
3599         struct rq *rq = data;
3600         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3601
3602         /* group is entering throttled state, stop time */
3603         if (!cfs_rq->throttle_count)
3604                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
3605         cfs_rq->throttle_count++;
3606
3607         return 0;
3608 }
3609
3610 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3611 {
3612         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3613         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3614         struct sched_entity *se;
3615         long task_delta, dequeue = 1;
3616         bool empty;
3617
3618         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
3619
3620         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
3621         rcu_read_lock();
3622         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
3623         rcu_read_unlock();
3624
3625         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3626         for_each_sched_entity(se) {
3627                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
3628                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
3629                 if (!se->on_rq)
3630                         break;
3631
3632                 if (dequeue)
3633                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
3634                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
3635
3636                 if (qcfs_rq->load.weight)
3637                         dequeue = 0;
3638         }
3639
3640         if (!se)
3641                 sub_nr_running(rq, task_delta);
3642
3643         cfs_rq->throttled = 1;
3644         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
3645         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3646         empty = list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3647
3648         /*
3649          * Add to the _head_ of the list, so that an already-started
3650          * distribute_cfs_runtime will not see us
3651          */
3652         list_add_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
3653
3654         /*
3655          * If we're the first throttled task, make sure the bandwidth
3656          * timer is running.
3657          */
3658         if (empty)
3659                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
3660
3661         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3662 }
3663
3664 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3665 {
3666         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3667         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3668         struct sched_entity *se;
3669         int enqueue = 1;
3670         long task_delta;
3671
3672         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
3673
3674         cfs_rq->throttled = 0;
3675
3676         update_rq_clock(rq);
3677
3678         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3679         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
3680         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
3681         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3682
3683         /* update hierarchical throttle state */
3684         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
3685
3686         if (!cfs_rq->load.weight)
3687                 return;
3688
3689         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3690         for_each_sched_entity(se) {
3691                 if (se->on_rq)
3692                         enqueue = 0;
3693
3694                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3695                 if (enqueue)
3696                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
3697                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
3698
3699                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3700                         break;
3701         }
3702
3703         if (!se)
3704                 add_nr_running(rq, task_delta);
3705
3706         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
3707         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
3708                 resched_curr(rq);
3709 }
3710
3711 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
3712                 u64 remaining, u64 expires)
3713 {
3714         struct cfs_rq *cfs_rq;
3715         u64 runtime;
3716         u64 starting_runtime = remaining;
3717
3718         rcu_read_lock();
3719         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
3720                                 throttled_list) {
3721                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3722
3723                 raw_spin_lock(&rq->lock);
3724                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3725                         goto next;
3726
3727                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
3728                 if (runtime > remaining)
3729                         runtime = remaining;
3730                 remaining -= runtime;
3731
3732                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
3733                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3734
3735                 /* we check whether we're throttled above */
3736                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
3737                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3738
3739 next:
3740                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
3741
3742                 if (!remaining)
3743                         break;
3744         }
3745         rcu_read_unlock();
3746
3747         return starting_runtime - remaining;
3748 }
3749
3750 /*
3751  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
3752  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
3753  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
3754  * used to track this state.
3755  */
3756 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
3757 {
3758         u64 runtime, runtime_expires;
3759         int throttled;
3760
3761         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
3762         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3763                 goto out_deactivate;
3764
3765         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3766         cfs_b->nr_periods += overrun;
3767
3768         /*
3769          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
3770          * we're going inactive then everything else can be deferred
3771          */
3772         if (cfs_b->idle && !throttled)
3773                 goto out_deactivate;
3774
3775         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
3776
3777         if (!throttled) {
3778                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
3779                 cfs_b->idle = 1;
3780                 return 0;
3781         }
3782
3783         /* account preceding periods in which throttling occurred */
3784         cfs_b->nr_throttled += overrun;
3785
3786         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
3787
3788         /*
3789          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth while
3790          * we unthrottle. This can potentially race with an unthrottled group
3791          * trying to acquire new bandwidth from the global pool. This can result
3792          * in us over-using our runtime if it is all used during this loop, but
3793          * only by limited amounts in that extreme case.
3794          */
3795         while (throttled && cfs_b->runtime > 0) {
3796                 runtime = cfs_b->runtime;
3797                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3798                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
3799                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
3800                                                  runtime_expires);
3801                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3802
3803                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3804
3805                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
3806         }
3807
3808         /*
3809          * While we are ensured activity in the period following an
3810          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
3811          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
3812          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
3813          */
3814         cfs_b->idle = 0;
3815
3816         return 0;
3817
3818 out_deactivate:
3819         return 1;
3820 }
3821
3822 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
3823 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
3824 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
3825 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
3826 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
3827 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
3828
3829 /*
3830  * Are we near the end of the current quota period?
3831  *
3832  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
3833  * hrtimer base being cleared by hrtimer_start. In the case of
3834  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
3835  */
3836 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
3837 {
3838         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
3839         u64 remaining;
3840
3841         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
3842         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
3843                 return 1;
3844
3845         /* is a quota refresh about to occur? */
3846         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
3847         if (remaining < min_expire)
3848                 return 1;
3849
3850         return 0;
3851 }
3852
3853 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3854 {
3855         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
3856
3857         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
3858         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
3859                 return;
3860
3861         hrtimer_start(&cfs_b->slack_timer,
3862                         ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period),
3863                         HRTIMER_MODE_REL);
3864 }
3865
3866 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
3867 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3868 {
3869         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3870         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
3871
3872         if (slack_runtime <= 0)
3873                 return;
3874
3875         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3876         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
3877             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
3878                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
3879
3880                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
3881                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
3882                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
3883                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
3884         }
3885         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3886
3887         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
3888         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
3889 }
3890
3891 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3892 {
3893         if (!cfs_bandwidth_used())
3894                 return;
3895
3896         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
3897                 return;
3898
3899         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3900 }
3901
3902 /*
3903  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
3904  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
3905  */
3906 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3907 {
3908         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
3909         u64 expires;
3910
3911         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
3912         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3913         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
3914                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3915                 return;
3916         }
3917
3918         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice)
3919                 runtime = cfs_b->runtime;
3920
3921         expires = cfs_b->runtime_expires;
3922         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3923
3924         if (!runtime)
3925                 return;
3926
3927         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
3928
3929         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3930         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
3931                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
3932         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3933 }
3934
3935 /*
3936  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
3937  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
3938  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
3939  */
3940 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
3941 {
3942         if (!cfs_bandwidth_used())
3943                 return;
3944
3945         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
3946         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
3947                 return;
3948
3949         /* ensure the group is not already throttled */
3950         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3951                 return;
3952
3953         /* update runtime allocation */
3954         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
3955         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
3956                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3957 }
3958
3959 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
3960 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3961 {
3962         if (!cfs_bandwidth_used())
3963                 return false;
3964
3965         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3966                 return false;
3967
3968         /*
3969          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
3970          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
3971          */
3972         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3973                 return true;
3974
3975         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3976         return true;
3977 }
3978
3979 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
3980 {
3981         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3982                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
3983
3984         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
3985
3986         return HRTIMER_NORESTART;
3987 }
3988
3989 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
3990 {
3991         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3992                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
3993         int overrun;
3994         int idle = 0;
3995
3996         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3997         for (;;) {
3998                 overrun = hrtimer_forward_now(timer, cfs_b->period);
3999                 if (!overrun)
4000                         break;
4001
4002                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
4003         }
4004         if (idle)
4005                 cfs_b->period_active = 0;
4006         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4007
4008         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
4009 }
4010
4011 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4012 {
4013         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
4014         cfs_b->runtime = 0;
4015         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
4016         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
4017
4018         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4019         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
4020         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
4021         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
4022         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
4023 }
4024
4025 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4026 {
4027         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
4028         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
4029 }
4030
4031 void start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4032 {
4033         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
4034
4035         if (!cfs_b->period_active) {
4036                 cfs_b->period_active = 1;
4037                 hrtimer_forward_now(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
4038                 hrtimer_start_expires(&cfs_b->period_timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
4039         }
4040 }
4041
4042 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4043 {
4044         /* init_cfs_bandwidth() was not called */
4045         if (!cfs_b->throttled_cfs_rq.next)
4046                 return;
4047
4048         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
4049         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
4050 }
4051
4052 static void __maybe_unused update_runtime_enabled(struct rq *rq)
4053 {
4054         struct cfs_rq *cfs_rq;
4055
4056         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
4057                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &cfs_rq->tg->cfs_bandwidth;
4058
4059                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4060                 cfs_rq->runtime_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
4061                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4062         }
4063 }
4064
4065 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
4066 {
4067         struct cfs_rq *cfs_rq;
4068
4069         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
4070                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
4071                         continue;
4072
4073                 /*
4074                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
4075                  * there's some valid quota amount
4076                  */
4077                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
4078                 /*
4079                  * Offline rq is schedulable till cpu is completely disabled
4080                  * in take_cpu_down(), so we prevent new cfs throttling here.
4081                  */
4082                 cfs_rq->runtime_enabled = 0;
4083
4084                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4085                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
4086         }
4087 }
4088
4089 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
4090 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
4091 {
4092         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
4093 }
4094
4095 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
4096 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
4097 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4098 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4099
4100 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
4101 {
4102         return 0;
4103 }
4104
4105 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
4106 {
4107         return 0;
4108 }
4109
4110 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
4111                                     int src_cpu, int dest_cpu)
4112 {
4113         return 0;
4114 }
4115
4116 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
4117
4118 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4119 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4120 #endif
4121
4122 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
4123 {
4124         return NULL;
4125 }
4126 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
4127 static inline void update_runtime_enabled(struct rq *rq) {}
4128 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
4129
4130 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
4131
4132 /**************************************************
4133  * CFS operations on tasks:
4134  */
4135
4136 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
4137 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4138 {
4139         struct sched_entity *se = &p->se;
4140         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4141
4142         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
4143
4144         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
4145                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
4146                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
4147                 s64 delta = slice - ran;
4148
4149                 if (delta < 0) {
4150                         if (rq->curr == p)
4151                                 resched_curr(rq);
4152                         return;
4153                 }
4154                 hrtick_start(rq, delta);
4155         }
4156 }
4157
4158 /*
4159  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
4160  * current task is from our class and nr_running is low enough
4161  * to matter.
4162  */
4163 static void hrtick_update(struct rq *rq)
4164 {
4165         struct task_struct *curr = rq->curr;
4166
4167         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
4168                 return;
4169
4170         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
4171                 hrtick_start_fair(rq, curr);
4172 }
4173 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
4174 static inline void
4175 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4176 {
4177 }
4178
4179 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
4180 {
4181 }
4182 #endif
4183
4184 #ifdef CONFIG_SMP
4185 static bool cpu_overutilized(int cpu);
4186 static inline unsigned long boosted_cpu_util(int cpu);
4187 #else
4188 #define boosted_cpu_util(cpu) cpu_util(cpu)
4189 #endif
4190
4191 #ifdef CONFIG_SMP
4192 static void update_capacity_of(int cpu)
4193 {
4194         unsigned long req_cap;
4195
4196         if (!sched_freq())
4197                 return;
4198
4199         /* Convert scale-invariant capacity to cpu. */
4200         req_cap = boosted_cpu_util(cpu);
4201         req_cap = req_cap * SCHED_CAPACITY_SCALE / capacity_orig_of(cpu);
4202         set_cfs_cpu_capacity(cpu, true, req_cap);
4203 }
4204 #endif
4205
4206 /*
4207  * The enqueue_task method is called before nr_running is
4208  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
4209  * then put the task into the rbtree:
4210  */
4211 static void
4212 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
4213 {
4214         struct cfs_rq *cfs_rq;
4215         struct sched_entity *se = &p->se;
4216 #ifdef CONFIG_SMP
4217         int task_new = flags & ENQUEUE_WAKEUP_NEW;
4218         int task_wakeup = flags & ENQUEUE_WAKEUP;
4219 #endif
4220
4221         for_each_sched_entity(se) {
4222                 if (se->on_rq)
4223                         break;
4224                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4225                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
4226
4227                 /*
4228                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
4229                  *
4230                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
4231                  * post the final h_nr_running increment below.
4232                 */
4233                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4234                         break;
4235                 cfs_rq->h_nr_running++;
4236                 walt_inc_cfs_cumulative_runnable_avg(cfs_rq, p);
4237
4238                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
4239         }
4240
4241         for_each_sched_entity(se) {
4242                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4243                 cfs_rq->h_nr_running++;
4244                 walt_inc_cfs_cumulative_runnable_avg(cfs_rq, p);
4245
4246                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4247                         break;
4248
4249                 update_load_avg(se, 1);
4250                 update_cfs_shares(cfs_rq);
4251         }
4252
4253         if (!se)
4254                 add_nr_running(rq, 1);
4255
4256 #ifdef CONFIG_SMP
4257
4258         if (!se) {
4259                 walt_inc_cumulative_runnable_avg(rq, p);
4260                 if (!task_new && !rq->rd->overutilized &&
4261                     cpu_overutilized(rq->cpu))
4262                         rq->rd->overutilized = true;
4263
4264                 /*
4265                  * We want to potentially trigger a freq switch
4266                  * request only for tasks that are waking up; this is
4267                  * because we get here also during load balancing, but
4268                  * in these cases it seems wise to trigger as single
4269                  * request after load balancing is done.
4270                  */
4271                 if (task_new || task_wakeup)
4272                         update_capacity_of(cpu_of(rq));
4273         }
4274
4275         /* Update SchedTune accouting */
4276         schedtune_enqueue_task(p, cpu_of(rq));
4277
4278 #endif /* CONFIG_SMP */
4279         hrtick_update(rq);
4280 }
4281
4282 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
4283
4284 /*
4285  * The dequeue_task method is called before nr_running is
4286  * decreased. We remove the task from the rbtree and
4287  * update the fair scheduling stats:
4288  */
4289 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
4290 {
4291         struct cfs_rq *cfs_rq;
4292         struct sched_entity *se = &p->se;
4293         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
4294
4295         for_each_sched_entity(se) {
4296                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4297                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
4298
4299                 /*
4300                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
4301                  *
4302                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
4303                  * post the final h_nr_running decrement below.
4304                 */
4305                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4306                         break;
4307                 cfs_rq->h_nr_running--;
4308                 walt_dec_cfs_cumulative_runnable_avg(cfs_rq, p);
4309
4310                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
4311                 if (cfs_rq->load.weight) {
4312                         /*
4313                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
4314                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
4315                          */
4316                         if (task_sleep && parent_entity(se))
4317                                 set_next_buddy(parent_entity(se));
4318
4319                         /* avoid re-evaluating load for this entity */
4320                         se = parent_entity(se);
4321                         break;
4322                 }
4323                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
4324         }
4325
4326         for_each_sched_entity(se) {
4327                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4328                 cfs_rq->h_nr_running--;
4329                 walt_dec_cfs_cumulative_runnable_avg(cfs_rq, p);
4330
4331                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4332                         break;
4333
4334                 update_load_avg(se, 1);
4335                 update_cfs_shares(cfs_rq);
4336         }
4337
4338         if (!se)
4339                 sub_nr_running(rq, 1);
4340
4341 #ifdef CONFIG_SMP
4342
4343         if (!se) {
4344                 walt_dec_cumulative_runnable_avg(rq, p);
4345
4346                 /*
4347                  * We want to potentially trigger a freq switch
4348                  * request only for tasks that are going to sleep;
4349                  * this is because we get here also during load
4350                  * balancing, but in these cases it seems wise to
4351                  * trigger as single request after load balancing is
4352                  * done.
4353                  */
4354                 if (task_sleep) {
4355                         if (rq->cfs.nr_running)
4356                                 update_capacity_of(cpu_of(rq));
4357                         else if (sched_freq())
4358                                 set_cfs_cpu_capacity(cpu_of(rq), false, 0);
4359                 }
4360         }
4361
4362         /* Update SchedTune accouting */
4363         schedtune_dequeue_task(p, cpu_of(rq));
4364
4365 #endif /* CONFIG_SMP */
4366
4367         hrtick_update(rq);
4368 }
4369
4370 #ifdef CONFIG_SMP
4371
4372 /*
4373  * per rq 'load' arrray crap; XXX kill this.
4374  */
4375
4376 /*
4377  * The exact cpuload at various idx values, calculated at every tick would be
4378  * load = (2^idx - 1) / 2^idx * load + 1 / 2^idx * cur_load
4379  *
4380  * If a cpu misses updates for n-1 ticks (as it was idle) and update gets called
4381  * on nth tick when cpu may be busy, then we have:
4382  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
4383  * load = (2^idx - 1) / 2^idx) * load + 1 / 2^idx * cur_load
4384  *
4385  * decay_load_missed() below does efficient calculation of
4386  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
4387  * avoiding 0..n-1 loop doing load = ((2^idx - 1) / 2^idx) * load
4388  *
4389  * The calculation is approximated on a 128 point scale.
4390  * degrade_zero_ticks is the number of ticks after which load at any
4391  * particular idx is approximated to be zero.
4392  * degrade_factor is a precomputed table, a row for each load idx.
4393  * Each column corresponds to degradation factor for a power of two ticks,
4394  * based on 128 point scale.
4395  * Example:
4396  * row 2, col 3 (=12) says that the degradation at load idx 2 after
4397  * 8 ticks is 12/128 (which is an approximation of exact factor 3^8/4^8).
4398  *
4399  * With this power of 2 load factors, we can degrade the load n times
4400  * by looking at 1 bits in n and doing as many mult/shift instead of
4401  * n mult/shifts needed by the exact degradation.
4402  */
4403 #define DEGRADE_SHIFT           7
4404 static const unsigned char
4405                 degrade_zero_ticks[CPU_LOAD_IDX_MAX] = {0, 8, 32, 64, 128};
4406 static const unsigned char
4407                 degrade_factor[CPU_LOAD_IDX_MAX][DEGRADE_SHIFT + 1] = {
4408                                         {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
4409                                         {64, 32, 8, 0, 0, 0, 0, 0},
4410                                         {96, 72, 40, 12, 1, 0, 0},
4411                                         {112, 98, 75, 43, 15, 1, 0},
4412                                         {120, 112, 98, 76, 45, 16, 2} };
4413
4414 /*
4415  * Update cpu_load for any missed ticks, due to tickless idle. The backlog
4416  * would be when CPU is idle and so we just decay the old load without
4417  * adding any new load.
4418  */
4419 static unsigned long
4420 decay_load_missed(unsigned long load, unsigned long missed_updates, int idx)
4421 {
4422         int j = 0;
4423
4424         if (!missed_updates)
4425                 return load;
4426
4427         if (missed_updates >= degrade_zero_ticks[idx])
4428                 return 0;
4429
4430         if (idx == 1)
4431                 return load >> missed_updates;
4432
4433         while (missed_updates) {
4434                 if (missed_updates % 2)
4435                         load = (load * degrade_factor[idx][j]) >> DEGRADE_SHIFT;
4436
4437                 missed_updates >>= 1;
4438                 j++;
4439         }
4440         return load;
4441 }
4442
4443 /*
4444  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
4445  * scheduler tick (TICK_NSEC). With tickless idle this will not be called
4446  * every tick. We fix it up based on jiffies.
4447  */
4448 static void __update_cpu_load(struct rq *this_rq, unsigned long this_load,
4449                               unsigned long pending_updates)
4450 {
4451         int i, scale;
4452
4453         this_rq->nr_load_updates++;
4454
4455         /* Update our load: */
4456         this_rq->cpu_load[0] = this_load; /* Fasttrack for idx 0 */
4457         for (i = 1, scale = 2; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
4458                 unsigned long old_load, new_load;
4459
4460                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
4461
4462                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
4463                 old_load = decay_load_missed(old_load, pending_updates - 1, i);
4464                 new_load = this_load;
4465                 /*
4466                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
4467                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
4468                  * example.
4469                  */
4470                 if (new_load > old_load)
4471                         new_load += scale - 1;
4472
4473                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load * (scale - 1) + new_load) >> i;
4474         }
4475
4476         sched_avg_update(this_rq);
4477 }
4478
4479 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
4480 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
4481 {
4482         return cfs_rq_runnable_load_avg(&cpu_rq(cpu)->cfs);
4483 }
4484
4485 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
4486 /*
4487  * There is no sane way to deal with nohz on smp when using jiffies because the
4488  * cpu doing the jiffies update might drift wrt the cpu doing the jiffy reading
4489  * causing off-by-one errors in observed deltas; {0,2} instead of {1,1}.
4490  *
4491  * Therefore we cannot use the delta approach from the regular tick since that
4492  * would seriously skew the load calculation. However we'll make do for those
4493  * updates happening while idle (nohz_idle_balance) or coming out of idle
4494  * (tick_nohz_idle_exit).
4495  *
4496  * This means we might still be one tick off for nohz periods.
4497  */
4498
4499 /*
4500  * Called from nohz_idle_balance() to update the load ratings before doing the
4501  * idle balance.
4502  */
4503 static void update_idle_cpu_load(struct rq *this_rq)
4504 {
4505         unsigned long curr_jiffies = READ_ONCE(jiffies);
4506         unsigned long load = weighted_cpuload(cpu_of(this_rq));
4507         unsigned long pending_updates;
4508
4509         /*
4510          * bail if there's load or we're actually up-to-date.
4511          */
4512         if (load || curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
4513                 return;
4514
4515         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
4516         this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
4517
4518         __update_cpu_load(this_rq, load, pending_updates);
4519 }
4520
4521 /*
4522  * Called from tick_nohz_idle_exit() -- try and fix up the ticks we missed.
4523  */
4524 void update_cpu_load_nohz(void)
4525 {
4526         struct rq *this_rq = this_rq();
4527         unsigned long curr_jiffies = READ_ONCE(jiffies);
4528         unsigned long pending_updates;
4529
4530         if (curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
4531                 return;
4532
4533         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
4534         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
4535         if (pending_updates) {
4536                 this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
4537                 /*
4538                  * We were idle, this means load 0, the current load might be
4539                  * !0 due to remote wakeups and the sort.
4540                  */
4541                 __update_cpu_load(this_rq, 0, pending_updates);
4542         }
4543         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
4544 }
4545 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
4546
4547 /*
4548  * Called from scheduler_tick()
4549  */
4550 void update_cpu_load_active(struct rq *this_rq)
4551 {
4552         unsigned long load = weighted_cpuload(cpu_of(this_rq));
4553         /*
4554          * See the mess around update_idle_cpu_load() / update_cpu_load_nohz().
4555          */
4556         this_rq->last_load_update_tick = jiffies;
4557         __update_cpu_load(this_rq, load, 1);
4558 }
4559
4560 /*
4561  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
4562  * according to the scheduling class and "nice" value.
4563  *
4564  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
4565  * balance conservatively.
4566  */
4567 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
4568 {
4569         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4570         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
4571
4572         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
4573                 return total;
4574
4575         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
4576 }
4577
4578 /*
4579  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
4580  * according to the scheduling class and "nice" value.
4581  */
4582 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
4583 {
4584         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4585         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
4586
4587         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
4588                 return total;
4589
4590         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
4591 }
4592
4593
4594 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
4595 {
4596         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4597         unsigned long nr_running = READ_ONCE(rq->cfs.h_nr_running);
4598         unsigned long load_avg = weighted_cpuload(cpu);
4599
4600         if (nr_running)
4601                 return load_avg / nr_running;
4602
4603         return 0;
4604 }
4605
4606 static void record_wakee(struct task_struct *p)
4607 {
4608         /*
4609          * Rough decay (wiping) for cost saving, don't worry
4610          * about the boundary, really active task won't care
4611          * about the loss.
4612          */
4613         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
4614                 current->wakee_flips >>= 1;
4615                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
4616         }
4617
4618         if (current->last_wakee != p) {
4619                 current->last_wakee = p;
4620                 current->wakee_flips++;
4621         }
4622 }
4623
4624 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
4625 {
4626         struct sched_entity *se = &p->se;
4627         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4628         u64 min_vruntime;
4629
4630 #ifndef CONFIG_64BIT
4631         u64 min_vruntime_copy;
4632
4633         do {
4634                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
4635                 smp_rmb();
4636                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4637         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
4638 #else
4639         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4640 #endif
4641
4642         se->vruntime -= min_vruntime;
4643         record_wakee(p);
4644 }
4645
4646 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4647 /*
4648  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
4649  *
4650  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
4651  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
4652  * can calculate the shift in shares.
4653  *
4654  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
4655  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
4656  * total group weight.
4657  *
4658  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
4659  * distribution (s_i) using:
4660  *
4661  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
4662  *
4663  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
4664  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
4665  * shares distribution (s_i):
4666  *
4667  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
4668  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
4669  *
4670  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
4671  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
4672  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
4673  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
4674  *
4675  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
4676  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
4677  *
4678  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
4679  *
4680  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
4681  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
4682  * weight and shares distributions like:
4683  *
4684  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
4685  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
4686  *
4687  * We can then compute the difference in effective weight by using:
4688  *
4689  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
4690  *
4691  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
4692  *
4693  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
4694  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
4695  * 4/7) times the weight of the group.
4696  */
4697 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4698 {
4699         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
4700
4701         if (!tg->parent)        /* the trivial, non-cgroup case */
4702                 return wl;
4703
4704         for_each_sched_entity(se) {
4705                 struct cfs_rq *cfs_rq = se->my_q;
4706                 long W, w = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
4707
4708                 tg = cfs_rq->tg;
4709
4710                 /*
4711                  * W = @wg + \Sum rw_j
4712                  */
4713                 W = wg + atomic_long_read(&tg->load_avg);
4714
4715                 /* Ensure \Sum rw_j >= rw_i */
4716                 W -= cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
4717                 W += w;
4718
4719                 /*
4720                  * w = rw_i + @wl
4721                  */
4722                 w += wl;
4723
4724                 /*
4725                  * wl = S * s'_i; see (2)
4726                  */
4727                 if (W > 0 && w < W)
4728                         wl = (w * (long)tg->shares) / W;
4729                 else
4730                         wl = tg->shares;
4731
4732                 /*
4733                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
4734                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
4735                  * calc_cfs_shares().
4736                  */
4737                 if (wl < MIN_SHARES)
4738                         wl = MIN_SHARES;
4739
4740                 /*
4741                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
4742                  */
4743                 wl -= se->avg.load_avg;
4744
4745                 /*
4746                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
4747                  * the final effective load change on the root group. Since
4748                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
4749                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
4750                  * resulting from this level per the above.
4751                  */
4752                 wg = 0;
4753         }
4754
4755         return wl;
4756 }
4757 #else
4758
4759 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4760 {
4761         return wl;
4762 }
4763
4764 #endif
4765
4766 /*
4767  * Returns the current capacity of cpu after applying both
4768  * cpu and freq scaling.
4769  */
4770 unsigned long capacity_curr_of(int cpu)
4771 {
4772         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig *
4773                arch_scale_freq_capacity(NULL, cpu)
4774                >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
4775 }
4776
4777 static inline bool energy_aware(void)
4778 {
4779         return sched_feat(ENERGY_AWARE);
4780 }
4781
4782 struct energy_env {
4783         struct sched_group      *sg_top;
4784         struct sched_group      *sg_cap;
4785         int                     cap_idx;
4786         int                     util_delta;
4787         int                     src_cpu;
4788         int                     dst_cpu;
4789         int                     energy;
4790         int                     payoff;
4791         struct task_struct      *task;
4792         struct {
4793                 int before;
4794                 int after;
4795                 int delta;
4796                 int diff;
4797         } nrg;
4798         struct {
4799                 int before;
4800                 int after;
4801                 int delta;
4802         } cap;
4803 };
4804
4805 /*
4806  * __cpu_norm_util() returns the cpu util relative to a specific capacity,
4807  * i.e. it's busy ratio, in the range [0..SCHED_LOAD_SCALE] which is useful for
4808  * energy calculations. Using the scale-invariant util returned by
4809  * cpu_util() and approximating scale-invariant util by:
4810  *
4811  *   util ~ (curr_freq/max_freq)*1024 * capacity_orig/1024 * running_time/time
4812  *
4813  * the normalized util can be found using the specific capacity.
4814  *
4815  *   capacity = capacity_orig * curr_freq/max_freq
4816  *
4817  *   norm_util = running_time/time ~ util/capacity
4818  */
4819 static unsigned long __cpu_norm_util(int cpu, unsigned long capacity, int delta)
4820 {
4821         int util = __cpu_util(cpu, delta);
4822
4823         if (util >= capacity)
4824                 return SCHED_CAPACITY_SCALE;
4825
4826         return (util << SCHED_CAPACITY_SHIFT)/capacity;
4827 }
4828
4829 static int calc_util_delta(struct energy_env *eenv, int cpu)
4830 {
4831         if (cpu == eenv->src_cpu)
4832                 return -eenv->util_delta;
4833         if (cpu == eenv->dst_cpu)
4834                 return eenv->util_delta;
4835         return 0;
4836 }
4837
4838 static
4839 unsigned long group_max_util(struct energy_env *eenv)
4840 {
4841         int i, delta;
4842         unsigned long max_util = 0;
4843
4844         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(eenv->sg_cap)) {
4845                 delta = calc_util_delta(eenv, i);
4846                 max_util = max(max_util, __cpu_util(i, delta));
4847         }
4848
4849         return max_util;
4850 }
4851
4852 /*
4853  * group_norm_util() returns the approximated group util relative to it's
4854  * current capacity (busy ratio) in the range [0..SCHED_LOAD_SCALE] for use in
4855  * energy calculations. Since task executions may or may not overlap in time in
4856  * the group the true normalized util is between max(cpu_norm_util(i)) and
4857  * sum(cpu_norm_util(i)) when iterating over all cpus in the group, i. The
4858  * latter is used as the estimate as it leads to a more pessimistic energy
4859  * estimate (more busy).
4860  */
4861 static unsigned
4862 long group_norm_util(struct energy_env *eenv, struct sched_group *sg)
4863 {
4864         int i, delta;
4865         unsigned long util_sum = 0;
4866         unsigned long capacity = sg->sge->cap_states[eenv->cap_idx].cap;
4867
4868         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
4869                 delta = calc_util_delta(eenv, i);
4870                 util_sum += __cpu_norm_util(i, capacity, delta);
4871         }
4872
4873         if (util_sum > SCHED_CAPACITY_SCALE)
4874                 return SCHED_CAPACITY_SCALE;
4875         return util_sum;
4876 }
4877
4878 static int find_new_capacity(struct energy_env *eenv,
4879         const struct sched_group_energy const *sge)
4880 {
4881         int idx;
4882         unsigned long util = group_max_util(eenv);
4883
4884         for (idx = 0; idx < sge->nr_cap_states; idx++) {
4885                 if (sge->cap_states[idx].cap >= util)
4886                         break;
4887         }
4888
4889         eenv->cap_idx = idx;
4890
4891         return idx;
4892 }
4893
4894 static int group_idle_state(struct sched_group *sg)
4895 {
4896         int i, state = INT_MAX;
4897
4898         /* Find the shallowest idle state in the sched group. */
4899         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg))
4900                 state = min(state, idle_get_state_idx(cpu_rq(i)));
4901
4902         /* Take non-cpuidle idling into account (active idle/arch_cpu_idle()) */
4903         state++;
4904
4905         return state;
4906 }
4907
4908 /*
4909  * sched_group_energy(): Computes the absolute energy consumption of cpus
4910  * belonging to the sched_group including shared resources shared only by
4911  * members of the group. Iterates over all cpus in the hierarchy below the
4912  * sched_group starting from the bottom working it's way up before going to
4913  * the next cpu until all cpus are covered at all levels. The current
4914  * implementation is likely to gather the same util statistics multiple times.
4915  * This can probably be done in a faster but more complex way.
4916  * Note: sched_group_energy() may fail when racing with sched_domain updates.
4917  */
4918 static int sched_group_energy(struct energy_env *eenv)
4919 {
4920         struct sched_domain *sd;
4921         int cpu, total_energy = 0;
4922         struct cpumask visit_cpus;
4923         struct sched_group *sg;
4924
4925         WARN_ON(!eenv->sg_top->sge);
4926
4927         cpumask_copy(&visit_cpus, sched_group_cpus(eenv->sg_top));
4928
4929         while (!cpumask_empty(&visit_cpus)) {
4930                 struct sched_group *sg_shared_cap = NULL;
4931
4932                 cpu = cpumask_first(&visit_cpus);
4933
4934                 /*
4935                  * Is the group utilization affected by cpus outside this
4936                  * sched_group?
4937                  */
4938                 sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_scs, cpu));
4939
4940                 if (!sd)
4941                         /*
4942                          * We most probably raced with hotplug; returning a
4943                          * wrong energy estimation is better than entering an
4944                          * infinite loop.
4945                          */
4946                         return -EINVAL;
4947
4948                 if (sd->parent)
4949                         sg_shared_cap = sd->parent->groups;
4950
4951                 for_each_domain(cpu, sd) {
4952                         sg = sd->groups;
4953
4954                         /* Has this sched_domain already been visited? */
4955                         if (sd->child && group_first_cpu(sg) != cpu)
4956                                 break;
4957
4958                         do {
4959                                 unsigned long group_util;
4960                                 int sg_busy_energy, sg_idle_energy;
4961                                 int cap_idx, idle_idx;
4962
4963                                 if (sg_shared_cap && sg_shared_cap->group_weight >= sg->group_weight)
4964                                         eenv->sg_cap = sg_shared_cap;
4965                                 else
4966                                         eenv->sg_cap = sg;
4967
4968                                 cap_idx = find_new_capacity(eenv, sg->sge);
4969
4970                                 if (sg->group_weight == 1) {
4971                                         /* Remove capacity of src CPU (before task move) */
4972                                         if (eenv->util_delta == 0 &&
4973                                             cpumask_test_cpu(eenv->src_cpu, sched_group_cpus(sg))) {
4974                                                 eenv->cap.before = sg->sge->cap_states[cap_idx].cap;
4975                                                 eenv->cap.delta -= eenv->cap.before;
4976                                         }
4977                                         /* Add capacity of dst CPU  (after task move) */
4978                                         if (eenv->util_delta != 0 &&
4979                                             cpumask_test_cpu(eenv->dst_cpu, sched_group_cpus(sg))) {
4980                                                 eenv->cap.after = sg->sge->cap_states[cap_idx].cap;
4981                                                 eenv->cap.delta += eenv->cap.after;
4982                                         }
4983                                 }
4984
4985                                 idle_idx = group_idle_state(sg);
4986                                 group_util = group_norm_util(eenv, sg);
4987                                 sg_busy_energy = (group_util * sg->sge->cap_states[cap_idx].power)
4988                                                                 >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
4989                                 sg_idle_energy = ((SCHED_LOAD_SCALE-group_util)
4990                                                                 * sg->sge->idle_states[idle_idx].power)
4991                                                                 >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
4992
4993                                 total_energy += sg_busy_energy + sg_idle_energy;
4994
4995                                 if (!sd->child)
4996                                         cpumask_xor(&visit_cpus, &visit_cpus, sched_group_cpus(sg));
4997
4998                                 if (cpumask_equal(sched_group_cpus(sg), sched_group_cpus(eenv->sg_top)))
4999                                         goto next_cpu;
5000
5001                         } while (sg = sg->next, sg != sd->groups);
5002                 }
5003 next_cpu:
5004                 cpumask_clear_cpu(cpu, &visit_cpus);
5005                 continue;
5006         }
5007
5008         eenv->energy = total_energy;
5009         return 0;
5010 }
5011
5012 static inline bool cpu_in_sg(struct sched_group *sg, int cpu)
5013 {
5014         return cpu != -1 && cpumask_test_cpu(cpu, sched_group_cpus(sg));
5015 }
5016
5017 /*
5018  * energy_diff(): Estimate the energy impact of changing the utilization
5019  * distribution. eenv specifies the change: utilisation amount, source, and
5020  * destination cpu. Source or destination cpu may be -1 in which case the
5021  * utilization is removed from or added to the system (e.g. task wake-up). If
5022  * both are specified, the utilization is migrated.
5023  */
5024 static inline int __energy_diff(struct energy_env *eenv)
5025 {
5026         struct sched_domain *sd;
5027         struct sched_group *sg;
5028         int sd_cpu = -1, energy_before = 0, energy_after = 0;
5029
5030         struct energy_env eenv_before = {
5031                 .util_delta     = 0,
5032                 .src_cpu        = eenv->src_cpu,
5033                 .dst_cpu        = eenv->dst_cpu,
5034                 .nrg            = { 0, 0, 0, 0},
5035                 .cap            = { 0, 0, 0 },
5036         };
5037
5038         if (eenv->src_cpu == eenv->dst_cpu)
5039                 return 0;
5040
5041         sd_cpu = (eenv->src_cpu != -1) ? eenv->src_cpu : eenv->dst_cpu;
5042         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_ea, sd_cpu));
5043
5044         if (!sd)
5045                 return 0; /* Error */
5046
5047         sg = sd->groups;
5048
5049         do {
5050                 if (cpu_in_sg(sg, eenv->src_cpu) || cpu_in_sg(sg, eenv->dst_cpu)) {
5051                         eenv_before.sg_top = eenv->sg_top = sg;
5052
5053                         if (sched_group_energy(&eenv_before))
5054                                 return 0; /* Invalid result abort */
5055                         energy_before += eenv_before.energy;
5056
5057                         /* Keep track of SRC cpu (before) capacity */
5058                         eenv->cap.before = eenv_before.cap.before;
5059                         eenv->cap.delta = eenv_before.cap.delta;
5060
5061                         if (sched_group_energy(eenv))
5062                                 return 0; /* Invalid result abort */
5063                         energy_after += eenv->energy;
5064                 }
5065         } while (sg = sg->next, sg != sd->groups);
5066
5067         eenv->nrg.before = energy_before;
5068         eenv->nrg.after = energy_after;
5069         eenv->nrg.diff = eenv->nrg.after - eenv->nrg.before;
5070         eenv->payoff = 0;
5071
5072         trace_sched_energy_diff(eenv->task,
5073                         eenv->src_cpu, eenv->dst_cpu, eenv->util_delta,
5074                         eenv->nrg.before, eenv->nrg.after, eenv->nrg.diff,
5075                         eenv->cap.before, eenv->cap.after, eenv->cap.delta,
5076                         eenv->nrg.delta, eenv->payoff);
5077
5078         return eenv->nrg.diff;
5079 }
5080
5081 #ifdef CONFIG_SCHED_TUNE
5082
5083 struct target_nrg schedtune_target_nrg;
5084
5085 /*
5086  * System energy normalization
5087  * Returns the normalized value, in the range [0..SCHED_LOAD_SCALE],
5088  * corresponding to the specified energy variation.
5089  */
5090 static inline int
5091 normalize_energy(int energy_diff)
5092 {
5093         u32 normalized_nrg;
5094 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5095         int max_delta;
5096
5097         /* Check for boundaries */
5098         max_delta  = schedtune_target_nrg.max_power;
5099         max_delta -= schedtune_target_nrg.min_power;
5100         WARN_ON(abs(energy_diff) >= max_delta);
5101 #endif
5102
5103         /* Do scaling using positive numbers to increase the range */
5104         normalized_nrg = (energy_diff < 0) ? -energy_diff : energy_diff;
5105
5106         /* Scale by energy magnitude */
5107         normalized_nrg <<= SCHED_LOAD_SHIFT;
5108
5109         /* Normalize on max energy for target platform */
5110         normalized_nrg = reciprocal_divide(
5111                         normalized_nrg, schedtune_target_nrg.rdiv);
5112
5113         return (energy_diff < 0) ? -normalized_nrg : normalized_nrg;
5114 }
5115
5116 static inline int
5117 energy_diff(struct energy_env *eenv)
5118 {
5119         int boost = schedtune_task_boost(eenv->task);
5120         int nrg_delta;
5121
5122         /* Conpute "absolute" energy diff */
5123         __energy_diff(eenv);
5124
5125         /* Return energy diff when boost margin is 0 */
5126         if (boost == 0)
5127                 return eenv->nrg.diff;
5128
5129         /* Compute normalized energy diff */
5130         nrg_delta = normalize_energy(eenv->nrg.diff);
5131         eenv->nrg.delta = nrg_delta;
5132
5133         eenv->payoff = schedtune_accept_deltas(
5134                         eenv->nrg.delta,
5135                         eenv->cap.delta,
5136                         eenv->task);
5137
5138         /*
5139          * When SchedTune is enabled, the energy_diff() function will return
5140          * the computed energy payoff value. Since the energy_diff() return
5141          * value is expected to be negative by its callers, this evaluation
5142          * function return a negative value each time the evaluation return a
5143          * positive payoff, which is the condition for the acceptance of
5144          * a scheduling decision
5145          */
5146         return -eenv->payoff;
5147 }
5148 #else /* CONFIG_SCHED_TUNE */
5149 #define energy_diff(eenv) __energy_diff(eenv)
5150 #endif
5151
5152 /*
5153  * Detect M:N waker/wakee relationships via a switching-frequency heuristic.
5154  * A waker of many should wake a different task than the one last awakened
5155  * at a frequency roughly N times higher than one of its wakees.  In order
5156  * to determine whether we should let the load spread vs consolodating to
5157  * shared cache, we look for a minimum 'flip' frequency of llc_size in one
5158  * partner, and a factor of lls_size higher frequency in the other.  With
5159  * both conditions met, we can be relatively sure that the relationship is
5160  * non-monogamous, with partner count exceeding socket size.  Waker/wakee
5161  * being client/server, worker/dispatcher, interrupt source or whatever is
5162  * irrelevant, spread criteria is apparent partner count exceeds socket size.
5163  */
5164 static int wake_wide(struct task_struct *p)
5165 {
5166         unsigned int master = current->wakee_flips;
5167         unsigned int slave = p->wakee_flips;
5168         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
5169
5170         if (master < slave)
5171                 swap(master, slave);
5172         if (slave < factor || master < slave * factor)
5173                 return 0;
5174         return 1;
5175 }
5176
5177 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
5178 {
5179         s64 this_load, load;
5180         s64 this_eff_load, prev_eff_load;
5181         int idx, this_cpu, prev_cpu;
5182         struct task_group *tg;
5183         unsigned long weight;
5184         int balanced;
5185
5186         idx       = sd->wake_idx;
5187         this_cpu  = smp_processor_id();
5188         prev_cpu  = task_cpu(p);
5189         load      = source_load(prev_cpu, idx);
5190         this_load = target_load(this_cpu, idx);
5191
5192         /*
5193          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
5194          * effect of the currently running task from the load
5195          * of the current CPU:
5196          */
5197         if (sync) {
5198                 tg = task_group(current);
5199                 weight = current->se.avg.load_avg;
5200
5201                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
5202                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
5203         }
5204
5205         tg = task_group(p);
5206         weight = p->se.avg.load_avg;
5207
5208         /*
5209          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
5210          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
5211          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
5212          * about that, so that's good too.
5213          *
5214          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
5215          * task to be woken on this_cpu.
5216          */
5217         this_eff_load = 100;
5218         this_eff_load *= capacity_of(prev_cpu);
5219
5220         prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
5221         prev_eff_load *= capacity_of(this_cpu);
5222
5223         if (this_load > 0) {
5224                 this_eff_load *= this_load +
5225                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
5226
5227                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
5228         }
5229
5230         balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
5231
5232         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
5233
5234         if (!balanced)
5235                 return 0;
5236
5237         schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
5238         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
5239
5240         return 1;
5241 }
5242
5243 static inline unsigned long task_util(struct task_struct *p)
5244 {
5245 #ifdef CONFIG_SCHED_WALT
5246         if (!walt_disabled && sysctl_sched_use_walt_task_util) {
5247                 unsigned long demand = p->ravg.demand;
5248                 return (demand << 10) / walt_ravg_window;
5249         }
5250 #endif
5251         return p->se.avg.util_avg;
5252 }
5253
5254 unsigned int capacity_margin = 1280; /* ~20% margin */
5255
5256 static inline unsigned long boosted_task_util(struct task_struct *task);
5257
5258 static inline bool __task_fits(struct task_struct *p, int cpu, int util)
5259 {
5260         unsigned long capacity = capacity_of(cpu);
5261
5262         util += boosted_task_util(p);
5263
5264         return (capacity * 1024) > (util * capacity_margin);
5265 }
5266
5267 static inline bool task_fits_max(struct task_struct *p, int cpu)
5268 {
5269         unsigned long capacity = capacity_of(cpu);
5270         unsigned long max_capacity = cpu_rq(cpu)->rd->max_cpu_capacity.val;
5271
5272         if (capacity == max_capacity)
5273                 return true;
5274
5275         if (capacity * capacity_margin > max_capacity * 1024)
5276                 return true;
5277
5278         return __task_fits(p, cpu, 0);
5279 }
5280
5281 static inline bool task_fits_spare(struct task_struct *p, int cpu)
5282 {
5283         return __task_fits(p, cpu, cpu_util(cpu));
5284 }
5285
5286 static bool cpu_overutilized(int cpu)
5287 {
5288         return (capacity_of(cpu) * 1024) < (cpu_util(cpu) * capacity_margin);
5289 }
5290
5291 #ifdef CONFIG_SCHED_TUNE
5292
5293 static long
5294 schedtune_margin(unsigned long signal, long boost)
5295 {
5296         long long margin = 0;
5297
5298         /*
5299          * Signal proportional compensation (SPC)
5300          *
5301          * The Boost (B) value is used to compute a Margin (M) which is
5302          * proportional to the complement of the original Signal (S):
5303          *   M = B * (SCHED_LOAD_SCALE - S), if B is positive
5304          *   M = B * S, if B is negative
5305          * The obtained M could be used by the caller to "boost" S.
5306          */
5307         if (boost >= 0) {
5308                 margin  = SCHED_LOAD_SCALE - signal;
5309                 margin *= boost;
5310         } else
5311                 margin = -signal * boost;
5312         /*
5313          * Fast integer division by constant:
5314          *  Constant   :                 (C) = 100
5315          *  Precision  : 0.1%            (P) = 0.1
5316          *  Reference  : C * 100 / P     (R) = 100000
5317          *
5318          * Thus:
5319          *  Shift bits : ceil(log(R,2))  (S) = 17
5320          *  Mult const : round(2^S/C)    (M) = 1311
5321          *
5322          *
5323          */
5324         margin  *= 1311;
5325         margin >>= 17;
5326
5327         if (boost < 0)
5328                 margin *= -1;
5329         return margin;
5330 }
5331
5332 static inline int
5333 schedtune_cpu_margin(unsigned long util, int cpu)
5334 {
5335         int boost = schedtune_cpu_boost(cpu);
5336
5337         if (boost == 0)
5338                 return 0;
5339
5340         return schedtune_margin(util, boost);
5341 }
5342
5343 static inline long
5344 schedtune_task_margin(struct task_struct *task)
5345 {
5346         int boost = schedtune_task_boost(task);
5347         unsigned long util;
5348         long margin;
5349
5350         if (boost == 0)
5351                 return 0;
5352
5353         util = task_util(task);
5354         margin = schedtune_margin(util, boost);
5355
5356         return margin;
5357 }
5358
5359 #else /* CONFIG_SCHED_TUNE */
5360
5361 static inline int
5362 schedtune_cpu_margin(unsigned long util, int cpu)
5363 {
5364         return 0;
5365 }
5366
5367 static inline int
5368 schedtune_task_margin(struct task_struct *task)
5369 {
5370         return 0;
5371 }
5372
5373 #endif /* CONFIG_SCHED_TUNE */
5374
5375 static inline unsigned long
5376 boosted_cpu_util(int cpu)
5377 {
5378         unsigned long util = cpu_util(cpu);
5379         long margin = schedtune_cpu_margin(util, cpu);
5380
5381         trace_sched_boost_cpu(cpu, util, margin);
5382
5383         return util + margin;
5384 }
5385
5386 static inline unsigned long
5387 boosted_task_util(struct task_struct *task)
5388 {
5389         unsigned long util = task_util(task);
5390         long margin = schedtune_task_margin(task);
5391
5392         trace_sched_boost_task(task, util, margin);
5393
5394         return util + margin;
5395 }
5396
5397 /*
5398  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
5399  * domain.
5400  */
5401 static struct sched_group *
5402 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5403                   int this_cpu, int sd_flag)
5404 {
5405         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
5406         struct sched_group *fit_group = NULL, *spare_group = NULL;
5407         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
5408         unsigned long fit_capacity = ULONG_MAX;
5409         unsigned long max_spare_capacity = capacity_margin - SCHED_LOAD_SCALE;
5410         int load_idx = sd->forkexec_idx;
5411         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
5412
5413         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
5414                 load_idx = sd->wake_idx;
5415
5416         do {
5417                 unsigned long load, avg_load, spare_capacity;
5418                 int local_group;
5419                 int i;
5420
5421                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
5422                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
5423                                         tsk_cpus_allowed(p)))
5424                         continue;
5425
5426                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
5427                                                sched_group_cpus(group));
5428
5429                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
5430                 avg_load = 0;
5431
5432                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
5433                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
5434                         if (local_group)
5435                                 load = source_load(i, load_idx);
5436                         else
5437                                 load = target_load(i, load_idx);
5438
5439                         avg_load += load;
5440
5441                         /*
5442                          * Look for most energy-efficient group that can fit
5443                          * that can fit the task.
5444                          */
5445                         if (capacity_of(i) < fit_capacity && task_fits_spare(p, i)) {
5446                                 fit_capacity = capacity_of(i);
5447                                 fit_group = group;
5448                         }
5449
5450                         /*
5451                          * Look for group which has most spare capacity on a
5452                          * single cpu.
5453                          */
5454                         spare_capacity = capacity_of(i) - cpu_util(i);
5455                         if (spare_capacity > max_spare_capacity) {
5456                                 max_spare_capacity = spare_capacity;
5457                                 spare_group = group;
5458                         }
5459                 }
5460
5461                 /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
5462                 avg_load = (avg_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) / group->sgc->capacity;
5463
5464                 if (local_group) {
5465                         this_load = avg_load;
5466                 } else if (avg_load < min_load) {
5467                         min_load = avg_load;
5468                         idlest = group;
5469                 }
5470         } while (group = group->next, group != sd->groups);
5471
5472         if (fit_group)
5473                 return fit_group;
5474
5475         if (spare_group)
5476                 return spare_group;
5477
5478         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
5479                 return NULL;
5480         return idlest;
5481 }
5482
5483 /*
5484  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
5485  */
5486 static int
5487 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
5488 {
5489         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
5490         unsigned int min_exit_latency = UINT_MAX;
5491         u64 latest_idle_timestamp = 0;
5492         int least_loaded_cpu = this_cpu;
5493         int shallowest_idle_cpu = -1;
5494         int i;
5495
5496         /* Traverse only the allowed CPUs */
5497         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
5498                 if (task_fits_spare(p, i)) {
5499                         struct rq *rq = cpu_rq(i);
5500                         struct cpuidle_state *idle = idle_get_state(rq);
5501                         if (idle && idle->exit_latency < min_exit_latency) {
5502                                 /*
5503                                  * We give priority to a CPU whose idle state
5504                                  * has the smallest exit latency irrespective
5505                                  * of any idle timestamp.
5506                                  */
5507                                 min_exit_latency = idle->exit_latency;
5508                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5509                                 shallowest_idle_cpu = i;
5510                         } else if (idle_cpu(i) &&
5511                                    (!idle || idle->exit_latency == min_exit_latency) &&
5512                                    rq->idle_stamp > latest_idle_timestamp) {
5513                                 /*
5514                                  * If equal or no active idle state, then
5515                                  * the most recently idled CPU might have
5516                                  * a warmer cache.
5517                                  */
5518                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5519                                 shallowest_idle_cpu = i;
5520                         } else if (shallowest_idle_cpu == -1) {
5521                                 /*
5522                                  * If we haven't found an idle CPU yet
5523                                  * pick a non-idle one that can fit the task as
5524                                  * fallback.
5525                                  */
5526                                 shallowest_idle_cpu = i;
5527                         }
5528                 } else if (shallowest_idle_cpu == -1) {
5529                         load = weighted_cpuload(i);
5530                         if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
5531                                 min_load = load;
5532                                 least_loaded_cpu = i;
5533                         }
5534                 }
5535         }
5536
5537         return shallowest_idle_cpu != -1 ? shallowest_idle_cpu : least_loaded_cpu;
5538 }
5539
5540 /*
5541  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
5542  */
5543 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
5544 {
5545         struct sched_domain *sd;
5546         struct sched_group *sg;
5547         int i = task_cpu(p);
5548         int best_idle = -1;
5549         int best_idle_cstate = -1;
5550         int best_idle_capacity = INT_MAX;
5551
5552         if (!sysctl_sched_cstate_aware) {
5553                 if (idle_cpu(target))
5554                         return target;
5555
5556                 /*
5557                  * If the prevous cpu is cache affine and idle, don't be stupid.
5558                  */
5559                 if (i != target && cpus_share_cache(i, target) && idle_cpu(i))
5560                         return i;
5561         }
5562
5563         /*
5564          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
5565          */
5566         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
5567         for_each_lower_domain(sd) {
5568                 sg = sd->groups;
5569                 do {
5570                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
5571                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
5572                                 goto next;
5573
5574                         if (sysctl_sched_cstate_aware) {
5575                                 for_each_cpu_and(i, tsk_cpus_allowed(p), sched_group_cpus(sg)) {
5576                                         struct rq *rq = cpu_rq(i);
5577                                         int idle_idx = idle_get_state_idx(rq);
5578                                         unsigned long new_usage = boosted_task_util(p);
5579                                         unsigned long capacity_orig = capacity_orig_of(i);
5580                                         if (new_usage > capacity_orig || !idle_cpu(i))
5581                                                 goto next;
5582
5583                                         if (i == target && new_usage <= capacity_curr_of(target))
5584                                                 return target;
5585
5586                                         if (best_idle < 0 || (idle_idx < best_idle_cstate && capacity_orig <= best_idle_capacity)) {
5587                                                 best_idle = i;
5588                                                 best_idle_cstate = idle_idx;
5589                                                 best_idle_capacity = capacity_orig;
5590                                         }
5591                                 }
5592                         } else {
5593                                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
5594                                         if (i == target || !idle_cpu(i))
5595                                                 goto next;
5596                                 }
5597
5598                                 target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
5599                                         tsk_cpus_allowed(p));
5600                                 goto done;
5601                         }
5602 next:
5603                         sg = sg->next;
5604                 } while (sg != sd->groups);
5605         }
5606         if (best_idle > 0)
5607                 target = best_idle;
5608
5609 done:
5610         return target;
5611 }
5612
5613 static inline int find_best_target(struct task_struct *p, bool boosted)
5614 {
5615         int iter_cpu;
5616         int target_cpu = -1;
5617         int target_capacity = 0;
5618         int backup_capacity = 0;
5619         int best_idle_cpu = -1;
5620         int best_idle_cstate = INT_MAX;
5621         int backup_cpu = -1;
5622         unsigned long task_util_boosted, new_util;
5623
5624         task_util_boosted = boosted_task_util(p);
5625         for (iter_cpu = 0; iter_cpu < NR_CPUS; iter_cpu++) {
5626                 int cur_capacity;
5627                 struct rq *rq;
5628                 int idle_idx;
5629
5630                 /*
5631                  * favor higher cpus for boosted tasks
5632                  */
5633                 int i = boosted ? NR_CPUS-iter_cpu-1 : iter_cpu;
5634
5635                 if (!cpu_online(i) || !cpumask_test_cpu(i, tsk_cpus_allowed(p)))
5636                         continue;
5637
5638                 /*
5639                  * p's blocked utilization is still accounted for on prev_cpu
5640                  * so prev_cpu will receive a negative bias due to the double
5641                  * accounting. However, the blocked utilization may be zero.
5642                  */
5643                 new_util = cpu_util(i) + task_util_boosted;
5644
5645                 /*
5646                  * Ensure minimum capacity to grant the required boost.
5647                  * The target CPU can be already at a capacity level higher
5648                  * than the one required to boost the task.
5649                  */
5650                 if (new_util > capacity_orig_of(i))
5651                         continue;
5652
5653 #ifdef CONFIG_SCHED_WALT
5654                 if (walt_cpu_high_irqload(i))
5655                         continue;
5656 #endif
5657                 /*
5658                  * For boosted tasks we favor idle cpus unconditionally to
5659                  * improve latency.
5660                  */
5661                 if (idle_cpu(i) && boosted) {
5662                         if (best_idle_cpu < 0)
5663                                 best_idle_cpu = i;
5664                         continue;
5665                 }
5666
5667                 cur_capacity = capacity_curr_of(i);
5668                 rq = cpu_rq(i);
5669                 idle_idx = idle_get_state_idx(rq);
5670
5671                 if (new_util < cur_capacity) {
5672                         if (cpu_rq(i)->nr_running) {
5673                                 if (target_capacity == 0 ||
5674                                         target_capacity > cur_capacity) {
5675                                         target_cpu = i;
5676                                         target_capacity = cur_capacity;
5677                                 }
5678                         } else if (!boosted) {
5679                                 if (best_idle_cpu < 0 ||
5680                                         (sysctl_sched_cstate_aware &&
5681                                                 best_idle_cstate > idle_idx)) {
5682                                         best_idle_cstate = idle_idx;
5683                                         best_idle_cpu = i;
5684                                 }
5685                         }
5686                 } else if (backup_capacity == 0 ||
5687                                 backup_capacity > cur_capacity) {
5688                         backup_capacity = cur_capacity;
5689                         backup_cpu = i;
5690                 }
5691         }
5692
5693         if (boosted && best_idle_cpu >= 0)
5694                 target_cpu = best_idle_cpu;
5695         else if (target_cpu < 0)
5696                 target_cpu = best_idle_cpu >= 0 ? best_idle_cpu : backup_cpu;
5697
5698         return target_cpu;
5699 }
5700
5701 static int energy_aware_wake_cpu(struct task_struct *p, int target, int sync)
5702 {
5703         struct sched_domain *sd;
5704         struct sched_group *sg, *sg_target;
5705         int target_max_cap = INT_MAX;
5706         int target_cpu = task_cpu(p);
5707         unsigned long task_util_boosted, new_util;
5708         int i;
5709
5710         if (sysctl_sched_sync_hint_enable && sync) {
5711                 int cpu = smp_processor_id();
5712                 cpumask_t search_cpus;
5713                 cpumask_and(&search_cpus, tsk_cpus_allowed(p), cpu_online_mask);
5714                 if (cpumask_test_cpu(cpu, &search_cpus))
5715                         return cpu;
5716         }
5717
5718         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_ea, task_cpu(p)));
5719
5720         if (!sd)
5721                 return target;
5722
5723         sg = sd->groups;
5724         sg_target = sg;
5725
5726         if (sysctl_sched_is_big_little) {
5727
5728                 /*
5729                  * Find group with sufficient capacity. We only get here if no cpu is
5730                  * overutilized. We may end up overutilizing a cpu by adding the task,
5731                  * but that should not be any worse than select_idle_sibling().
5732                  * load_balance() should sort it out later as we get above the tipping
5733                  * point.
5734                  */
5735                 do {
5736                         /* Assuming all cpus are the same in group */
5737                         int max_cap_cpu = group_first_cpu(sg);
5738
5739                         /*
5740                          * Assume smaller max capacity means more energy-efficient.
5741                          * Ideally we should query the energy model for the right
5742                          * answer but it easily ends up in an exhaustive search.
5743                          */
5744                         if (capacity_of(max_cap_cpu) < target_max_cap &&
5745                             task_fits_max(p, max_cap_cpu)) {
5746                                 sg_target = sg;
5747                                 target_max_cap = capacity_of(max_cap_cpu);
5748                         }
5749                 } while (sg = sg->next, sg != sd->groups);
5750
5751                 task_util_boosted = boosted_task_util(p);
5752                 /* Find cpu with sufficient capacity */
5753                 for_each_cpu_and(i, tsk_cpus_allowed(p), sched_group_cpus(sg_target)) {
5754                         /*
5755                          * p's blocked utilization is still accounted for on prev_cpu
5756                          * so prev_cpu will receive a negative bias due to the double
5757                          * accounting. However, the blocked utilization may be zero.
5758                          */
5759                         new_util = cpu_util(i) + task_util_boosted;
5760
5761                         /*
5762                          * Ensure minimum capacity to grant the required boost.
5763                          * The target CPU can be already at a capacity level higher
5764                          * than the one required to boost the task.
5765                          */
5766                         if (new_util > capacity_orig_of(i))
5767                                 continue;
5768
5769                         if (new_util < capacity_curr_of(i)) {
5770                                 target_cpu = i;
5771                                 if (cpu_rq(i)->nr_running)
5772                                         break;
5773                         }
5774
5775                         /* cpu has capacity at higher OPP, keep it as fallback */
5776                         if (target_cpu == task_cpu(p))
5777                                 target_cpu = i;
5778                 }
5779         } else {
5780                 /*
5781                  * Find a cpu with sufficient capacity
5782                  */
5783 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHEDTUNE
5784                 bool boosted = schedtune_task_boost(p) > 0;
5785 #else
5786                 bool boosted = 0;
5787 #endif
5788                 int tmp_target = find_best_target(p, boosted);
5789                 if (tmp_target >= 0)
5790                         target_cpu = tmp_target;
5791                         if (boosted && idle_cpu(target_cpu))
5792                                 return target_cpu;
5793         }
5794
5795         if (target_cpu != task_cpu(p)) {
5796                 struct energy_env eenv = {
5797                         .util_delta     = task_util(p),
5798                         .src_cpu        = task_cpu(p),
5799                         .dst_cpu        = target_cpu,
5800                         .task           = p,
5801                 };
5802
5803                 /* Not enough spare capacity on previous cpu */
5804                 if (cpu_overutilized(task_cpu(p)))
5805                         return target_cpu;
5806
5807                 if (energy_diff(&eenv) >= 0)
5808                         return task_cpu(p);
5809         }
5810
5811         return target_cpu;
5812 }
5813
5814 /*
5815  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
5816  * that have the 'sd_flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
5817  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
5818  *
5819  * Balances load by selecting the idlest cpu in the idlest group, or under
5820  * certain conditions an idle sibling cpu if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
5821  *
5822  * Returns the target cpu number.
5823  *
5824  * preempt must be disabled.
5825  */
5826 static int
5827 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
5828 {
5829         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
5830         int cpu = smp_processor_id();
5831         int new_cpu = prev_cpu;
5832         int want_affine = 0;
5833         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
5834
5835         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
5836                 want_affine = (!wake_wide(p) && task_fits_max(p, cpu) &&
5837                               cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) ||
5838                               energy_aware();
5839
5840         rcu_read_lock();
5841         for_each_domain(cpu, tmp) {
5842                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
5843                         break;
5844
5845                 /*
5846                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
5847                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
5848                  */
5849                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
5850                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
5851                         affine_sd = tmp;
5852                         break;
5853                 }
5854
5855                 if (tmp->flags & sd_flag)
5856                         sd = tmp;
5857                 else if (!want_affine)
5858                         break;
5859         }
5860
5861         if (affine_sd) {
5862                 sd = NULL; /* Prefer wake_affine over balance flags */
5863                 if (cpu != prev_cpu && wake_affine(affine_sd, p, sync))
5864                         new_cpu = cpu;
5865         }
5866
5867         if (!sd) {
5868                 if (energy_aware() && !cpu_rq(cpu)->rd->overutilized)
5869                         new_cpu = energy_aware_wake_cpu(p, prev_cpu, sync);
5870                 else if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) /* XXX always ? */
5871                         new_cpu = select_idle_sibling(p, new_cpu);
5872
5873         } else while (sd) {
5874                 struct sched_group *group;
5875                 int weight;
5876
5877                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
5878                         sd = sd->child;
5879                         continue;
5880                 }
5881
5882                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, sd_flag);
5883                 if (!group) {
5884                         sd = sd->child;
5885                         continue;
5886                 }
5887
5888                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
5889                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
5890                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
5891                         sd = sd->child;
5892                         continue;
5893                 }
5894
5895                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
5896                 cpu = new_cpu;
5897                 weight = sd->span_weight;
5898                 sd = NULL;
5899                 for_each_domain(cpu, tmp) {
5900                         if (weight <= tmp->span_weight)
5901                                 break;
5902                         if (tmp->flags & sd_flag)
5903                                 sd = tmp;
5904                 }
5905                 /* while loop will break here if sd == NULL */
5906         }
5907         rcu_read_unlock();
5908
5909         return new_cpu;
5910 }
5911
5912 /*
5913  * Called immediately before a task is migrated to a new cpu; task_cpu(p) and
5914  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
5915  * previous cpu.  However, the caller only guarantees p->pi_lock is held; no
5916  * other assumptions, including the state of rq->lock, should be made.
5917  */
5918 static void migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p)
5919 {
5920         /*
5921          * We are supposed to update the task to "current" time, then its up to date
5922          * and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we have difficulty in getting
5923          * what current time is, so simply throw away the out-of-date time. This
5924          * will result in the wakee task is less decayed, but giving the wakee more
5925          * load sounds not bad.
5926          */
5927         remove_entity_load_avg(&p->se);
5928
5929         /* Tell new CPU we are migrated */
5930         p->se.avg.last_update_time = 0;
5931
5932         /* We have migrated, no longer consider this task hot */
5933         p->se.exec_start = 0;
5934 }
5935
5936 static void task_dead_fair(struct task_struct *p)
5937 {
5938         remove_entity_load_avg(&p->se);
5939 }
5940 #else
5941 #define task_fits_max(p, cpu) true
5942 #endif /* CONFIG_SMP */
5943
5944 static unsigned long
5945 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
5946 {
5947         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
5948
5949         /*
5950          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
5951          * to virtual-time in his units.
5952          *
5953          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
5954          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
5955          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
5956          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
5957          * be smaller, again penalizing the lighter task.
5958          *
5959          * This is especially important for buddies when the leftmost
5960          * task is higher priority than the buddy.
5961          */
5962         return calc_delta_fair(gran, se);
5963 }
5964
5965 /*
5966  * Should 'se' preempt 'curr'.
5967  *
5968  *             |s1
5969  *        |s2
5970  *   |s3
5971  *         g
5972  *      |<--->|c
5973  *
5974  *  w(c, s1) = -1
5975  *  w(c, s2) =  0
5976  *  w(c, s3) =  1
5977  *
5978  */
5979 static int
5980 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
5981 {
5982         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
5983
5984         if (vdiff <= 0)
5985                 return -1;
5986
5987         gran = wakeup_gran(curr, se);
5988         if (vdiff > gran)
5989                 return 1;
5990
5991         return 0;
5992 }
5993
5994 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
5995 {
5996         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
5997                 return;
5998
5999         for_each_sched_entity(se)
6000                 cfs_rq_of(se)->last = se;
6001 }
6002
6003 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
6004 {
6005         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
6006                 return;
6007
6008         for_each_sched_entity(se)
6009                 cfs_rq_of(se)->next = se;
6010 }
6011
6012 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
6013 {
6014         for_each_sched_entity(se)
6015                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
6016 }
6017
6018 /*
6019  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
6020  */
6021 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
6022 {
6023         struct task_struct *curr = rq->curr;
6024         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
6025         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
6026         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
6027         int next_buddy_marked = 0;
6028
6029         if (unlikely(se == pse))
6030                 return;
6031
6032         /*
6033          * This is possible from callers such as attach_tasks(), in which we
6034          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
6035          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
6036          * next-buddy nomination below.
6037          */
6038         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
6039                 return;
6040
6041         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
6042                 set_next_buddy(pse);
6043                 next_buddy_marked = 1;
6044         }
6045
6046         /*
6047          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
6048          * wake up path.
6049          *
6050          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
6051          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
6052          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
6053          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
6054          * below.
6055          */
6056         if (test_tsk_need_resched(curr))
6057                 return;
6058
6059         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
6060         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
6061             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
6062                 goto preempt;
6063
6064         /*
6065          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
6066          * is driven by the tick):
6067          */
6068         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
6069                 return;
6070
6071         find_matching_se(&se, &pse);
6072         update_curr(cfs_rq_of(se));
6073         BUG_ON(!pse);
6074         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
6075                 /*
6076                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
6077                  * triggering this preemption.
6078                  */
6079                 if (!next_buddy_marked)
6080                         set_next_buddy(pse);
6081                 goto preempt;
6082         }
6083
6084         return;
6085
6086 preempt:
6087         resched_curr(rq);
6088         /*
6089          * Only set the backward buddy when the current task is still
6090          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
6091          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
6092          * point, either of which can * drop the rq lock.
6093          *
6094          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
6095          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
6096          */
6097         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
6098                 return;
6099
6100         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
6101                 set_last_buddy(se);
6102 }
6103
6104 static struct task_struct *
6105 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
6106 {
6107         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
6108         struct sched_entity *se;
6109         struct task_struct *p;
6110         int new_tasks;
6111
6112 again:
6113 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6114         if (!cfs_rq->nr_running)
6115                 goto idle;
6116
6117         if (prev->sched_class != &fair_sched_class)
6118                 goto simple;
6119
6120         /*
6121          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
6122          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
6123          *
6124          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
6125          * hierarchy, only change the part that actually changes.
6126          */
6127
6128         do {
6129                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
6130
6131                 /*
6132                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
6133                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
6134                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
6135                  * forget we've ever seen it.
6136                  */
6137                 if (curr) {
6138                         if (curr->on_rq)
6139                                 update_curr(cfs_rq);
6140                         else
6141                                 curr = NULL;
6142
6143                         /*
6144                          * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the
6145                          * throttle and dequeue its entity in the parent(s).
6146                          * Therefore the 'simple' nr_running test will indeed
6147                          * be correct.
6148                          */
6149                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq)))
6150                                 goto simple;
6151                 }
6152
6153                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
6154                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6155         } while (cfs_rq);
6156
6157         p = task_of(se);
6158
6159         /*
6160          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
6161          * is a different task than we started out with, try and touch the
6162          * least amount of cfs_rqs.
6163          */
6164         if (prev != p) {
6165                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
6166
6167                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
6168                         int se_depth = se->depth;
6169                         int pse_depth = pse->depth;
6170
6171                         if (se_depth <= pse_depth) {
6172                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
6173                                 pse = parent_entity(pse);
6174                         }
6175                         if (se_depth >= pse_depth) {
6176                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
6177                                 se = parent_entity(se);
6178                         }
6179                 }
6180
6181                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
6182                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6183         }
6184
6185         if (hrtick_enabled(rq))
6186                 hrtick_start_fair(rq, p);
6187
6188         rq->misfit_task = !task_fits_max(p, rq->cpu);
6189
6190         return p;
6191 simple:
6192         cfs_rq = &rq->cfs;
6193 #endif
6194
6195         if (!cfs_rq->nr_running)
6196                 goto idle;
6197
6198         put_prev_task(rq, prev);
6199
6200         do {
6201                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
6202                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6203                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6204         } while (cfs_rq);
6205
6206         p = task_of(se);
6207
6208         if (hrtick_enabled(rq))
6209                 hrtick_start_fair(rq, p);
6210
6211         rq->misfit_task = !task_fits_max(p, rq->cpu);
6212
6213         return p;
6214
6215 idle:
6216         rq->misfit_task = 0;
6217         /*
6218          * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being picked
6219          * for load-balance and preemption/IRQs are still disabled avoiding
6220          * further scheduler activity on it and we're being very careful to
6221          * re-start the picking loop.
6222          */
6223         lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
6224         new_tasks = idle_balance(rq);
6225         lockdep_pin_lock(&rq->lock);
6226         /*
6227          * Because idle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
6228          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
6229          * must re-start the pick_next_entity() loop.
6230          */
6231         if (new_tasks < 0)
6232                 return RETRY_TASK;
6233
6234         if (new_tasks > 0)
6235                 goto again;
6236
6237         return NULL;
6238 }
6239
6240 /*
6241  * Account for a descheduled task:
6242  */
6243 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
6244 {
6245         struct sched_entity *se = &prev->se;
6246         struct cfs_rq *cfs_rq;
6247
6248         for_each_sched_entity(se) {
6249                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6250                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
6251         }
6252 }
6253
6254 /*
6255  * sched_yield() is very simple
6256  *
6257  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
6258  */
6259 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
6260 {
6261         struct task_struct *curr = rq->curr;
6262         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
6263         struct sched_entity *se = &curr->se;
6264
6265         /*
6266          * Are we the only task in the tree?
6267          */
6268         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
6269                 return;
6270
6271         clear_buddies(cfs_rq, se);
6272
6273         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
6274                 update_rq_clock(rq);
6275                 /*
6276                  * Update run-time statistics of the 'current'.
6277                  */
6278                 update_curr(cfs_rq);
6279                 /*
6280                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
6281                  * so we don't do microscopic update in schedule()
6282                  * and double the fastpath cost.
6283                  */
6284                 rq_clock_skip_update(rq, true);
6285         }
6286
6287         set_skip_buddy(se);
6288 }
6289
6290 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
6291 {
6292         struct sched_entity *se = &p->se;
6293
6294         /* throttled hierarchies are not runnable */
6295         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
6296                 return false;
6297
6298         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
6299         set_next_buddy(se);
6300
6301         yield_task_fair(rq);
6302
6303         return true;
6304 }
6305
6306 #ifdef CONFIG_SMP
6307 /**************************************************
6308  * Fair scheduling class load-balancing methods.
6309  *
6310  * BASICS
6311  *
6312  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
6313  * per-cpu scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
6314  * time to each task. This is expressed in the following equation:
6315  *
6316  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
6317  *
6318  * Where W_i,n is the n-th weight average for cpu i. The instantaneous weight
6319  * W_i,0 is defined as:
6320  *
6321  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
6322  *
6323  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on cpu i. This weight
6324  * is derived from the nice value as per prio_to_weight[].
6325  *
6326  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
6327  * weight:
6328  *
6329  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
6330  *
6331  * C_i is the compute capacity of cpu i, typically it is the
6332  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
6333  * can also include other factors [XXX].
6334  *
6335  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
6336  * directly from (1):
6337  *
6338  *   imb_i,j = max{ avg(W/C), W_i/C_i } - min{ avg(W/C), W_j/C_j }    (4)
6339  *
6340  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
6341  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
6342  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
6343  *
6344  * [XXX expand on:
6345  *     - infeasible weights;
6346  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
6347  *
6348  *
6349  * SCHED DOMAINS
6350  *
6351  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
6352  * for all i,j solution, we create a tree of cpus that follows the hardware
6353  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
6354  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of cpus going up the
6355  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
6356  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of cpus in
6357  * the groups.
6358  *
6359  * This yields:
6360  *
6361  *     log_2 n     1     n
6362  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
6363  *     i = 0      2^i   2^i
6364  *                               `- size of each group
6365  *         |         |     `- number of cpus doing load-balance
6366  *         |         `- freq
6367  *         `- sum over all levels
6368  *
6369  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
6370  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
6371  *
6372  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
6373  * to every other cpu in at most O(log n) steps:
6374  *
6375  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
6376  *
6377  *             log_2 n     
6378  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
6379  *             k = 0
6380  *
6381  * And you'll find that:
6382  *
6383  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
6384  *
6385  * Showing there's indeed a path between every cpu in at most O(log n) steps.
6386  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
6387  * of:
6388  *
6389  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
6390  *
6391  *
6392  * WORK CONSERVING
6393  *
6394  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
6395  * balancing is more aggressive and has the newly idle cpu iterate up the domain
6396  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
6397  *
6398  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
6399  * time.
6400  *
6401  * [XXX more?]
6402  *
6403  *
6404  * CGROUPS
6405  *
6406  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
6407  *
6408  *                                s_k,i
6409  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
6410  *                                 S_k
6411  *
6412  * Where
6413  *
6414  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
6415  *
6416  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on cpu i.
6417  *
6418  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
6419  * property.
6420  *
6421  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
6422  *      rewrite all of this once again.]
6423  */ 
6424
6425 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
6426
6427 enum fbq_type { regular, remote, all };
6428
6429 enum group_type {
6430         group_other = 0,
6431         group_misfit_task,
6432         group_imbalanced,
6433         group_overloaded,
6434 };
6435
6436 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
6437 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
6438 #define LBF_DST_PINNED  0x04
6439 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
6440
6441 struct lb_env {
6442         struct sched_domain     *sd;
6443
6444         struct rq               *src_rq;
6445         int                     src_cpu;
6446
6447         int                     dst_cpu;
6448         struct rq               *dst_rq;
6449
6450         struct cpumask          *dst_grpmask;
6451         int                     new_dst_cpu;
6452         enum cpu_idle_type      idle;
6453         long                    imbalance;
6454         unsigned int            src_grp_nr_running;
6455         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
6456         struct cpumask          *cpus;
6457
6458         unsigned int            flags;
6459
6460         unsigned int            loop;
6461         unsigned int            loop_break;
6462         unsigned int            loop_max;
6463
6464         enum fbq_type           fbq_type;
6465         enum group_type         busiest_group_type;
6466         struct list_head        tasks;
6467 };
6468
6469 /*
6470  * Is this task likely cache-hot:
6471  */
6472 static int task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6473 {
6474         s64 delta;
6475
6476         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6477
6478         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
6479                 return 0;
6480
6481         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
6482                 return 0;
6483
6484         /*
6485          * Buddy candidates are cache hot:
6486          */
6487         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && env->dst_rq->nr_running &&
6488                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
6489                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
6490                 return 1;
6491
6492         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
6493                 return 1;
6494         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
6495                 return 0;
6496
6497         delta = rq_clock_task(env->src_rq) - p->se.exec_start;
6498
6499         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
6500 }
6501
6502 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6503 /*
6504  * Returns 1, if task migration degrades locality
6505  * Returns 0, if task migration improves locality i.e migration preferred.
6506  * Returns -1, if task migration is not affected by locality.
6507  */
6508 static int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6509 {
6510         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
6511         unsigned long src_faults, dst_faults;
6512         int src_nid, dst_nid;
6513
6514         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
6515                 return -1;
6516
6517         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
6518                 return -1;
6519
6520         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
6521         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
6522
6523         if (src_nid == dst_nid)
6524                 return -1;
6525
6526         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
6527         if (src_nid == p->numa_preferred_nid) {
6528                 if (env->src_rq->nr_running > env->src_rq->nr_preferred_running)
6529                         return 1;
6530                 else
6531                         return -1;
6532         }
6533
6534         /* Encourage migration to the preferred node. */
6535         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
6536                 return 0;
6537
6538         if (numa_group) {
6539                 src_faults = group_faults(p, src_nid);
6540                 dst_faults = group_faults(p, dst_nid);
6541         } else {
6542                 src_faults = task_faults(p, src_nid);
6543                 dst_faults = task_faults(p, dst_nid);
6544         }
6545
6546         return dst_faults < src_faults;
6547 }
6548
6549 #else
6550 static inline int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
6551                                              struct lb_env *env)
6552 {
6553         return -1;
6554 }
6555 #endif
6556
6557 /*
6558  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
6559  */
6560 static
6561 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6562 {
6563         int tsk_cache_hot;
6564
6565         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6566
6567         /*
6568          * We do not migrate tasks that are:
6569          * 1) throttled_lb_pair, or
6570          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
6571          * 3) running (obviously), or
6572          * 4) are cache-hot on their current CPU.
6573          */
6574         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
6575                 return 0;
6576
6577         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
6578                 int cpu;
6579
6580                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
6581
6582                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
6583
6584                 /*
6585                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
6586                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
6587                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
6588                  *
6589                  * Also avoid computing new_dst_cpu if we have already computed
6590                  * one in current iteration.
6591                  */
6592                 if (!env->dst_grpmask || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
6593                         return 0;
6594
6595                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
6596                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
6597                         if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
6598                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
6599                                 env->new_dst_cpu = cpu;
6600                                 break;
6601                         }
6602                 }
6603
6604                 return 0;
6605         }
6606
6607         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
6608         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
6609
6610         if (task_running(env->src_rq, p)) {
6611                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
6612                 return 0;
6613         }
6614
6615         /*
6616          * Aggressive migration if:
6617          * 1) destination numa is preferred
6618          * 2) task is cache cold, or
6619          * 3) too many balance attempts have failed.
6620          */
6621         tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
6622         if (tsk_cache_hot == -1)
6623                 tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
6624
6625         if (tsk_cache_hot <= 0 ||
6626             env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
6627                 if (tsk_cache_hot == 1) {
6628                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
6629                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
6630                 }
6631                 return 1;
6632         }
6633
6634         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
6635         return 0;
6636 }
6637
6638 /*
6639  * detach_task() -- detach the task for the migration specified in env
6640  */
6641 static void detach_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6642 {
6643         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6644
6645         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
6646         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
6647         double_lock_balance(env->src_rq, env->dst_rq);
6648         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
6649         double_unlock_balance(env->src_rq, env->dst_rq);
6650 }
6651
6652 /*
6653  * detach_one_task() -- tries to dequeue exactly one task from env->src_rq, as
6654  * part of active balancing operations within "domain".
6655  *
6656  * Returns a task if successful and NULL otherwise.
6657  */
6658 static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
6659 {
6660         struct task_struct *p, *n;
6661
6662         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6663
6664         list_for_each_entry_safe(p, n, &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
6665                 if (!can_migrate_task(p, env))
6666                         continue;
6667
6668                 detach_task(p, env);
6669
6670                 /*
6671                  * Right now, this is only the second place where
6672                  * lb_gained[env->idle] is updated (other is detach_tasks)
6673                  * so we can safely collect stats here rather than
6674                  * inside detach_tasks().
6675                  */
6676                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
6677                 return p;
6678         }
6679         return NULL;
6680 }
6681
6682 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
6683
6684 /*
6685  * detach_tasks() -- tries to detach up to imbalance weighted load from
6686  * busiest_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
6687  *
6688  * Returns number of detached tasks if successful and 0 otherwise.
6689  */
6690 static int detach_tasks(struct lb_env *env)
6691 {
6692         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
6693         struct task_struct *p;
6694         unsigned long load;
6695         int detached = 0;
6696
6697         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6698
6699         if (env->imbalance <= 0)
6700                 return 0;
6701
6702         while (!list_empty(tasks)) {
6703                 /*
6704                  * We don't want to steal all, otherwise we may be treated likewise,
6705                  * which could at worst lead to a livelock crash.
6706                  */
6707                 if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->src_rq->nr_running <= 1)
6708                         break;
6709
6710                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
6711
6712                 env->loop++;
6713                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
6714                 if (env->loop > env->loop_max)
6715                         break;
6716
6717                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
6718                 if (env->loop > env->loop_break) {
6719                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
6720                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
6721                         break;
6722                 }
6723
6724                 if (!can_migrate_task(p, env))
6725                         goto next;
6726
6727                 load = task_h_load(p);
6728
6729                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
6730                         goto next;
6731
6732                 if ((load / 2) > env->imbalance)
6733                         goto next;
6734
6735                 detach_task(p, env);
6736                 list_add(&p->se.group_node, &env->tasks);
6737
6738                 detached++;
6739                 env->imbalance -= load;
6740
6741 #ifdef CONFIG_PREEMPT
6742                 /*
6743                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
6744                  * kernels will stop after the first task is detached to minimize
6745                  * the critical section.
6746                  */
6747                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6748                         break;
6749 #endif
6750
6751                 /*
6752                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
6753                  * weighted load.
6754                  */
6755                 if (env->imbalance <= 0)
6756                         break;
6757
6758                 continue;
6759 next:
6760                 list_move_tail(&p->se.group_node, tasks);
6761         }
6762
6763         /*
6764          * Right now, this is one of only two places we collect this stat
6765          * so we can safely collect detach_one_task() stats here rather
6766          * than inside detach_one_task().
6767          */
6768         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], detached);
6769
6770         return detached;
6771 }
6772
6773 /*
6774  * attach_task() -- attach the task detached by detach_task() to its new rq.
6775  */
6776 static void attach_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6777 {
6778         lockdep_assert_held(&rq->lock);
6779
6780         BUG_ON(task_rq(p) != rq);
6781         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
6782         activate_task(rq, p, 0);
6783         check_preempt_curr(rq, p, 0);
6784 }
6785
6786 /*
6787  * attach_one_task() -- attaches the task returned from detach_one_task() to
6788  * its new rq.
6789  */
6790 static void attach_one_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6791 {
6792         raw_spin_lock(&rq->lock);
6793         attach_task(rq, p);
6794         /*
6795          * We want to potentially raise target_cpu's OPP.
6796          */
6797         update_capacity_of(cpu_of(rq));
6798         raw_spin_unlock(&rq->lock);
6799 }
6800
6801 /*
6802  * attach_tasks() -- attaches all tasks detached by detach_tasks() to their
6803  * new rq.
6804  */
6805 static void attach_tasks(struct lb_env *env)
6806 {
6807         struct list_head *tasks = &env->tasks;
6808         struct task_struct *p;
6809
6810         raw_spin_lock(&env->dst_rq->lock);
6811
6812         while (!list_empty(tasks)) {
6813                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
6814                 list_del_init(&p->se.group_node);
6815
6816                 attach_task(env->dst_rq, p);
6817         }
6818
6819         /*
6820          * We want to potentially raise env.dst_cpu's OPP.
6821          */
6822         update_capacity_of(env->dst_cpu);
6823
6824         raw_spin_unlock(&env->dst_rq->lock);
6825 }
6826
6827 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6828 static void update_blocked_averages(int cpu)
6829 {
6830         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6831         struct cfs_rq *cfs_rq;
6832         unsigned long flags;
6833
6834         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6835         update_rq_clock(rq);
6836
6837         /*
6838          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
6839          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
6840          */
6841         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
6842                 /* throttled entities do not contribute to load */
6843                 if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
6844                         continue;
6845
6846                 if (update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_task(cfs_rq), cfs_rq))
6847                         update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
6848         }
6849         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6850 }
6851
6852 /*
6853  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
6854  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
6855  * group is a fraction of its parents load.
6856  */
6857 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
6858 {
6859         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
6860         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
6861         unsigned long now = jiffies;
6862         unsigned long load;
6863
6864         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
6865                 return;
6866
6867         cfs_rq->h_load_next = NULL;
6868         for_each_sched_entity(se) {
6869                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6870                 cfs_rq->h_load_next = se;
6871                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
6872                         break;
6873         }
6874
6875         if (!se) {
6876                 cfs_rq->h_load = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
6877                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
6878         }
6879
6880         while ((se = cfs_rq->h_load_next) != NULL) {
6881                 load = cfs_rq->h_load;
6882                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg,
6883                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
6884                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6885                 cfs_rq->h_load = load;
6886                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
6887         }
6888 }
6889
6890 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
6891 {
6892         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
6893
6894         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
6895         return div64_ul(p->se.avg.load_avg * cfs_rq->h_load,
6896                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
6897 }
6898 #else
6899 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
6900 {
6901         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6902         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
6903         unsigned long flags;
6904
6905         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6906         update_rq_clock(rq);
6907         update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_task(cfs_rq), cfs_rq);
6908         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6909 }
6910
6911 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
6912 {
6913         return p->se.avg.load_avg;
6914 }
6915 #endif
6916
6917 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
6918
6919 /*
6920  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
6921  */
6922 struct sg_lb_stats {
6923         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
6924         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
6925         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
6926         unsigned long load_per_task;
6927         unsigned long group_capacity;
6928         unsigned long group_util; /* Total utilization of the group */
6929         unsigned int sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
6930         unsigned int idle_cpus;
6931         unsigned int group_weight;
6932         enum group_type group_type;
6933         int group_no_capacity;
6934         int group_misfit_task; /* A cpu has a task too big for its capacity */
6935 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6936         unsigned int nr_numa_running;
6937         unsigned int nr_preferred_running;
6938 #endif
6939 };
6940
6941 /*
6942  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
6943  *               during load balancing.
6944  */
6945 struct sd_lb_stats {
6946         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
6947         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
6948         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
6949         unsigned long total_capacity;   /* Total capacity of all groups in sd */
6950         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
6951
6952         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
6953         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
6954 };
6955
6956 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
6957 {
6958         /*
6959          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
6960          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
6961          * We must however clear busiest_stat::avg_load because
6962          * update_sd_pick_busiest() reads this before assignment.
6963          */
6964         *sds = (struct sd_lb_stats){
6965                 .busiest = NULL,
6966                 .local = NULL,
6967                 .total_load = 0UL,
6968                 .total_capacity = 0UL,
6969                 .busiest_stat = {
6970                         .avg_load = 0UL,
6971                         .sum_nr_running = 0,
6972                         .group_type = group_other,
6973                 },
6974         };
6975 }
6976
6977 /**
6978  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
6979  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
6980  * @idle: The idle status of the CPU for whose sd load_idx is obtained.
6981  *
6982  * Return: The load index.
6983  */
6984 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
6985                                         enum cpu_idle_type idle)
6986 {
6987         int load_idx;
6988
6989         switch (idle) {
6990         case CPU_NOT_IDLE:
6991                 load_idx = sd->busy_idx;
6992                 break;
6993
6994         case CPU_NEWLY_IDLE:
6995                 load_idx = sd->newidle_idx;
6996                 break;
6997         default:
6998                 load_idx = sd->idle_idx;
6999                 break;
7000         }
7001
7002         return load_idx;
7003 }
7004
7005 static unsigned long scale_rt_capacity(int cpu)
7006 {
7007         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7008         u64 total, used, age_stamp, avg;
7009         s64 delta;
7010
7011         /*
7012          * Since we're reading these variables without serialization make sure
7013          * we read them once before doing sanity checks on them.
7014          */
7015         age_stamp = READ_ONCE(rq->age_stamp);
7016         avg = READ_ONCE(rq->rt_avg);
7017         delta = __rq_clock_broken(rq) - age_stamp;
7018
7019         if (unlikely(delta < 0))
7020                 delta = 0;
7021
7022         total = sched_avg_period() + delta;
7023
7024         used = div_u64(avg, total);
7025
7026         /*
7027          * deadline bandwidth is defined at system level so we must
7028          * weight this bandwidth with the max capacity of the system.
7029          * As a reminder, avg_bw is 20bits width and
7030          * scale_cpu_capacity is 10 bits width
7031          */
7032         used += div_u64(rq->dl.avg_bw, arch_scale_cpu_capacity(NULL, cpu));
7033
7034         if (likely(used < SCHED_CAPACITY_SCALE))
7035                 return SCHED_CAPACITY_SCALE - used;
7036
7037         return 1;
7038 }
7039
7040 void init_max_cpu_capacity(struct max_cpu_capacity *mcc)
7041 {
7042         raw_spin_lock_init(&mcc->lock);
7043         mcc->val = 0;
7044         mcc->cpu = -1;
7045 }
7046
7047 static void update_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7048 {
7049         unsigned long capacity = arch_scale_cpu_capacity(sd, cpu);
7050         struct sched_group *sdg = sd->groups;
7051         struct max_cpu_capacity *mcc;
7052         unsigned long max_capacity;
7053         int max_cap_cpu;
7054         unsigned long flags;
7055
7056         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig = capacity;
7057
7058         mcc = &cpu_rq(cpu)->rd->max_cpu_capacity;
7059
7060         raw_spin_lock_irqsave(&mcc->lock, flags);
7061         max_capacity = mcc->val;
7062         max_cap_cpu = mcc->cpu;
7063
7064         if ((max_capacity > capacity && max_cap_cpu == cpu) ||
7065             (max_capacity < capacity)) {
7066                 mcc->val = capacity;
7067                 mcc->cpu = cpu;
7068 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
7069                 raw_spin_unlock_irqrestore(&mcc->lock, flags);
7070                 pr_info("CPU%d: update max cpu_capacity %lu\n", cpu, capacity);
7071                 goto skip_unlock;
7072 #endif
7073         }
7074         raw_spin_unlock_irqrestore(&mcc->lock, flags);
7075
7076 skip_unlock: __attribute__ ((unused));
7077         capacity *= scale_rt_capacity(cpu);
7078         capacity >>= SCHED_CAPACITY_SHIFT;
7079
7080         if (!capacity)
7081                 capacity = 1;
7082
7083         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity = capacity;
7084         sdg->sgc->capacity = capacity;
7085         sdg->sgc->max_capacity = capacity;
7086 }
7087
7088 void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7089 {
7090         struct sched_domain *child = sd->child;
7091         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
7092         unsigned long capacity, max_capacity;
7093         unsigned long interval;
7094
7095         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
7096         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
7097         sdg->sgc->next_update = jiffies + interval;
7098
7099         if (!child) {
7100                 update_cpu_capacity(sd, cpu);
7101                 return;
7102         }
7103
7104         capacity = 0;
7105         max_capacity = 0;
7106
7107         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
7108                 /*
7109                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
7110                  * span the current group.
7111                  */
7112
7113                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg)) {
7114                         struct sched_group_capacity *sgc;
7115                         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7116
7117                         /*
7118                          * build_sched_domains() -> init_sched_groups_capacity()
7119                          * gets here before we've attached the domains to the
7120                          * runqueues.
7121                          *
7122                          * Use capacity_of(), which is set irrespective of domains
7123                          * in update_cpu_capacity().
7124                          *
7125                          * This avoids capacity from being 0 and
7126                          * causing divide-by-zero issues on boot.
7127                          */
7128                         if (unlikely(!rq->sd)) {
7129                                 capacity += capacity_of(cpu);
7130                         } else {
7131                                 sgc = rq->sd->groups->sgc;
7132                                 capacity += sgc->capacity;
7133                         }
7134
7135                         max_capacity = max(capacity, max_capacity);
7136                 }
7137         } else  {
7138                 /*
7139                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
7140                  * span the current group.
7141                  */ 
7142
7143                 group = child->groups;
7144                 do {
7145                         struct sched_group_capacity *sgc = group->sgc;
7146
7147                         capacity += sgc->capacity;
7148                         max_capacity = max(sgc->max_capacity, max_capacity);
7149                         group = group->next;
7150                 } while (group != child->groups);
7151         }
7152
7153         sdg->sgc->capacity = capacity;
7154         sdg->sgc->max_capacity = max_capacity;
7155 }
7156
7157 /*
7158  * Check whether the capacity of the rq has been noticeably reduced by side
7159  * activity. The imbalance_pct is used for the threshold.
7160  * Return true is the capacity is reduced
7161  */
7162 static inline int
7163 check_cpu_capacity(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
7164 {
7165         return ((rq->cpu_capacity * sd->imbalance_pct) <
7166                                 (rq->cpu_capacity_orig * 100));
7167 }
7168
7169 /*
7170  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
7171  * groups is inadequate due to tsk_cpus_allowed() constraints.
7172  *
7173  * Imagine a situation of two groups of 4 cpus each and 4 tasks each with a
7174  * cpumask covering 1 cpu of the first group and 3 cpus of the second group.
7175  * Something like:
7176  *
7177  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
7178  *              *     * * *
7179  *
7180  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
7181  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
7182  * cpu 3 and leave one of the cpus in the second group unused.
7183  *
7184  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
7185  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
7186  * moving tasks due to affinity constraints.
7187  *
7188  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
7189  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
7190  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
7191  * to create an effective group imbalance.
7192  *
7193  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
7194  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
7195  * subtle and fragile situation.
7196  */
7197
7198 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
7199 {
7200         return group->sgc->imbalance;
7201 }
7202
7203 /*
7204  * group_has_capacity returns true if the group has spare capacity that could
7205  * be used by some tasks.
7206  * We consider that a group has spare capacity if the  * number of task is
7207  * smaller than the number of CPUs or if the utilization is lower than the
7208  * available capacity for CFS tasks.
7209  * For the latter, we use a threshold to stabilize the state, to take into
7210  * account the variance of the tasks' load and to return true if the available
7211  * capacity in meaningful for the load balancer.
7212  * As an example, an available capacity of 1% can appear but it doesn't make
7213  * any benefit for the load balance.
7214  */
7215 static inline bool
7216 group_has_capacity(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
7217 {
7218         if (sgs->sum_nr_running < sgs->group_weight)
7219                 return true;
7220
7221         if ((sgs->group_capacity * 100) >
7222                         (sgs->group_util * env->sd->imbalance_pct))
7223                 return true;
7224
7225         return false;
7226 }
7227
7228 /*
7229  *  group_is_overloaded returns true if the group has more tasks than it can
7230  *  handle.
7231  *  group_is_overloaded is not equals to !group_has_capacity because a group
7232  *  with the exact right number of tasks, has no more spare capacity but is not
7233  *  overloaded so both group_has_capacity and group_is_overloaded return
7234  *  false.
7235  */
7236 static inline bool
7237 group_is_overloaded(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
7238 {
7239         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight)
7240                 return false;
7241
7242         if ((sgs->group_capacity * 100) <
7243                         (sgs->group_util * env->sd->imbalance_pct))
7244                 return true;
7245
7246         return false;
7247 }
7248
7249
7250 /*
7251  * group_smaller_cpu_capacity: Returns true if sched_group sg has smaller
7252  * per-cpu capacity than sched_group ref.
7253  */
7254 static inline bool
7255 group_smaller_cpu_capacity(struct sched_group *sg, struct sched_group *ref)
7256 {
7257         return sg->sgc->max_capacity + capacity_margin - SCHED_LOAD_SCALE <
7258                                                         ref->sgc->max_capacity;
7259 }
7260
7261 static inline enum
7262 group_type group_classify(struct sched_group *group,
7263                           struct sg_lb_stats *sgs)
7264 {
7265         if (sgs->group_no_capacity)
7266                 return group_overloaded;
7267
7268         if (sg_imbalanced(group))
7269                 return group_imbalanced;
7270
7271         if (sgs->group_misfit_task)
7272                 return group_misfit_task;
7273
7274         return group_other;
7275 }
7276
7277 /**
7278  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
7279  * @env: The load balancing environment.
7280  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
7281  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
7282  * @local_group: Does group contain this_cpu.
7283  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
7284  * @overload: Indicate more than one runnable task for any CPU.
7285  * @overutilized: Indicate overutilization for any CPU.
7286  */
7287 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
7288                         struct sched_group *group, int load_idx,
7289                         int local_group, struct sg_lb_stats *sgs,
7290                         bool *overload, bool *overutilized)
7291 {
7292         unsigned long load;
7293         int i;
7294
7295         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
7296
7297         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
7298                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
7299
7300                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
7301                 if (local_group)
7302                         load = target_load(i, load_idx);
7303                 else
7304                         load = source_load(i, load_idx);
7305
7306                 sgs->group_load += load;
7307                 sgs->group_util += cpu_util(i);
7308                 sgs->sum_nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
7309
7310                 if (rq->nr_running > 1)
7311                         *overload = true;
7312
7313 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7314                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
7315                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
7316 #endif
7317                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
7318                 if (idle_cpu(i))
7319                         sgs->idle_cpus++;
7320
7321                 if (cpu_overutilized(i)) {
7322                         *overutilized = true;
7323                         if (!sgs->group_misfit_task && rq->misfit_task)
7324                                 sgs->group_misfit_task = capacity_of(i);
7325                 }
7326         }
7327
7328         /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
7329         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
7330         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_CAPACITY_SCALE) / sgs->group_capacity;
7331
7332         if (sgs->sum_nr_running)
7333                 sgs->load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
7334
7335         sgs->group_weight = group->group_weight;
7336
7337         sgs->group_no_capacity = group_is_overloaded(env, sgs);
7338         sgs->group_type = group_classify(group, sgs);
7339 }
7340
7341 /**
7342  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
7343  * @env: The load balancing environment.
7344  * @sds: sched_domain statistics
7345  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
7346  * @sgs: sched_group statistics
7347  *
7348  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
7349  * busiest group.
7350  *
7351  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
7352  * busiest group. %false otherwise.
7353  */
7354 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
7355                                    struct sd_lb_stats *sds,
7356                                    struct sched_group *sg,
7357                                    struct sg_lb_stats *sgs)
7358 {
7359         struct sg_lb_stats *busiest = &sds->busiest_stat;
7360
7361         if (sgs->group_type > busiest->group_type)
7362                 return true;
7363
7364         if (sgs->group_type < busiest->group_type)
7365                 return false;
7366
7367         /*
7368          * Candidate sg doesn't face any serious load-balance problems
7369          * so don't pick it if the local sg is already filled up.
7370          */
7371         if (sgs->group_type == group_other &&
7372             !group_has_capacity(env, &sds->local_stat))
7373                 return false;
7374
7375         if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
7376                 return false;
7377
7378         /*
7379          * Candiate sg has no more than one task per cpu and has higher
7380          * per-cpu capacity. No reason to pull tasks to less capable cpus.
7381          */
7382         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight &&
7383             group_smaller_cpu_capacity(sds->local, sg))
7384                 return false;
7385
7386         /* This is the busiest node in its class. */
7387         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
7388                 return true;
7389
7390         /*
7391          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
7392          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
7393          * higher than ourself as busy.
7394          */
7395         if (sgs->sum_nr_running && env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
7396                 if (!sds->busiest)
7397                         return true;
7398
7399                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
7400                         return true;
7401         }
7402
7403         return false;
7404 }
7405
7406 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7407 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
7408 {
7409         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_numa_running)
7410                 return regular;
7411         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
7412                 return remote;
7413         return all;
7414 }
7415
7416 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
7417 {
7418         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
7419                 return regular;
7420         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
7421                 return remote;
7422         return all;
7423 }
7424 #else
7425 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
7426 {
7427         return all;
7428 }
7429
7430 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
7431 {
7432         return regular;
7433 }
7434 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
7435
7436 /**
7437  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
7438  * @env: The load balancing environment.
7439  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
7440  */
7441 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
7442 {
7443         struct sched_domain *child = env->sd->child;
7444         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
7445         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
7446         int load_idx, prefer_sibling = 0;
7447         bool overload = false, overutilized = false;
7448
7449         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
7450                 prefer_sibling = 1;
7451
7452         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
7453
7454         do {
7455                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
7456                 int local_group;
7457
7458                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
7459                 if (local_group) {
7460                         sds->local = sg;
7461                         sgs = &sds->local_stat;
7462
7463                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
7464                             time_after_eq(jiffies, sg->sgc->next_update))
7465                                 update_group_capacity(env->sd, env->dst_cpu);
7466                 }
7467
7468                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, sgs,
7469                                                 &overload, &overutilized);
7470
7471                 if (local_group)
7472                         goto next_group;
7473
7474                 /*
7475                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
7476                  * first, lower the sg capacity so that we'll try
7477                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
7478                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
7479                  * these excess tasks. The extra check prevents the case where
7480                  * you always pull from the heaviest group when it is already
7481                  * under-utilized (possible with a large weight task outweighs
7482                  * the tasks on the system).
7483                  */
7484                 if (prefer_sibling && sds->local &&
7485                     group_has_capacity(env, &sds->local_stat) &&
7486                     (sgs->sum_nr_running > 1)) {
7487                         sgs->group_no_capacity = 1;
7488                         sgs->group_type = group_classify(sg, sgs);
7489                 }
7490
7491                 /*
7492                  * Ignore task groups with misfit tasks if local group has no
7493                  * capacity or if per-cpu capacity isn't higher.
7494                  */
7495                 if (sgs->group_type == group_misfit_task &&
7496                     (!group_has_capacity(env, &sds->local_stat) ||
7497                      !group_smaller_cpu_capacity(sg, sds->local)))
7498                         sgs->group_type = group_other;
7499
7500                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
7501                         sds->busiest = sg;
7502                         sds->busiest_stat = *sgs;
7503                 }
7504
7505 next_group:
7506                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
7507                 sds->total_load += sgs->group_load;
7508                 sds->total_capacity += sgs->group_capacity;
7509
7510                 sg = sg->next;
7511         } while (sg != env->sd->groups);
7512
7513         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
7514                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
7515
7516         env->src_grp_nr_running = sds->busiest_stat.sum_nr_running;
7517
7518         if (!env->sd->parent) {
7519                 /* update overload indicator if we are at root domain */
7520                 if (env->dst_rq->rd->overload != overload)
7521                         env->dst_rq->rd->overload = overload;
7522
7523                 /* Update over-utilization (tipping point, U >= 0) indicator */
7524                 if (env->dst_rq->rd->overutilized != overutilized)
7525                         env->dst_rq->rd->overutilized = overutilized;
7526         } else {
7527                 if (!env->dst_rq->rd->overutilized && overutilized)
7528                         env->dst_rq->rd->overutilized = true;
7529         }
7530 }
7531
7532 /**
7533  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
7534  *                      sched doman.
7535  *
7536  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
7537  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
7538  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
7539  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
7540  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
7541  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
7542  *
7543  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
7544  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
7545  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
7546  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
7547  * number.
7548  *
7549  * Return: 1 when packing is required and a task should be moved to
7550  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
7551  *
7552  * @env: The load balancing environment.
7553  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
7554  */
7555 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
7556 {
7557         int busiest_cpu;
7558
7559         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
7560                 return 0;
7561
7562         if (!sds->busiest)
7563                 return 0;
7564
7565         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
7566         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
7567                 return 0;
7568
7569         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
7570                 sds->busiest_stat.avg_load * sds->busiest_stat.group_capacity,
7571                 SCHED_CAPACITY_SCALE);
7572
7573         return 1;
7574 }
7575
7576 /**
7577  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
7578  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
7579  *                      load balancing.
7580  * @env: The load balancing environment.
7581  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
7582  */
7583 static inline
7584 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
7585 {
7586         unsigned long tmp, capa_now = 0, capa_move = 0;
7587         unsigned int imbn = 2;
7588         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
7589         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
7590
7591         local = &sds->local_stat;
7592         busiest = &sds->busiest_stat;
7593
7594         if (!local->sum_nr_running)
7595                 local->load_per_task = cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
7596         else if (busiest->load_per_task > local->load_per_task)
7597                 imbn = 1;
7598
7599         scaled_busy_load_per_task =
7600                 (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
7601                 busiest->group_capacity;
7602
7603         if (busiest->avg_load + scaled_busy_load_per_task >=
7604             local->avg_load + (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
7605                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
7606                 return;
7607         }
7608
7609         /*
7610          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
7611          * however we may be able to increase total CPU capacity used by
7612          * moving them.
7613          */
7614
7615         capa_now += busiest->group_capacity *
7616                         min(busiest->load_per_task, busiest->avg_load);
7617         capa_now += local->group_capacity *
7618                         min(local->load_per_task, local->avg_load);
7619         capa_now /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
7620
7621         /* Amount of load we'd subtract */
7622         if (busiest->avg_load > scaled_busy_load_per_task) {
7623                 capa_move += busiest->group_capacity *
7624                             min(busiest->load_per_task,
7625                                 busiest->avg_load - scaled_busy_load_per_task);
7626         }
7627
7628         /* Amount of load we'd add */
7629         if (busiest->avg_load * busiest->group_capacity <
7630             busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) {
7631                 tmp = (busiest->avg_load * busiest->group_capacity) /
7632                       local->group_capacity;
7633         } else {
7634                 tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
7635                       local->group_capacity;
7636         }
7637         capa_move += local->group_capacity *
7638                     min(local->load_per_task, local->avg_load + tmp);
7639         capa_move /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
7640
7641         /* Move if we gain throughput */
7642         if (capa_move > capa_now)
7643                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
7644 }
7645
7646 /**
7647  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
7648  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
7649  * @env: load balance environment
7650  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
7651  */
7652 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
7653 {
7654         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
7655         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
7656
7657         local = &sds->local_stat;
7658         busiest = &sds->busiest_stat;
7659
7660         if (busiest->group_type == group_imbalanced) {
7661                 /*
7662                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
7663                  * to ensure cpu-load equilibrium, look at wider averages. XXX
7664                  */
7665                 busiest->load_per_task =
7666                         min(busiest->load_per_task, sds->avg_load);
7667         }
7668
7669         /*
7670          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
7671          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
7672          * its cpu_capacity, while calculating max_load..)
7673          */
7674         if (busiest->avg_load <= sds->avg_load ||
7675             local->avg_load >= sds->avg_load) {
7676                 /* Misfitting tasks should be migrated in any case */
7677                 if (busiest->group_type == group_misfit_task) {
7678                         env->imbalance = busiest->group_misfit_task;
7679                         return;
7680                 }
7681
7682                 /*
7683                  * Busiest group is overloaded, local is not, use the spare
7684                  * cycles to maximize throughput
7685                  */
7686                 if (busiest->group_type == group_overloaded &&
7687                     local->group_type <= group_misfit_task) {
7688                         env->imbalance = busiest->load_per_task;
7689                         return;
7690                 }
7691
7692                 env->imbalance = 0;
7693                 return fix_small_imbalance(env, sds);
7694         }
7695
7696         /*
7697          * If there aren't any idle cpus, avoid creating some.
7698          */
7699         if (busiest->group_type == group_overloaded &&
7700             local->group_type   == group_overloaded) {
7701                 load_above_capacity = busiest->sum_nr_running *
7702                                         SCHED_LOAD_SCALE;
7703                 if (load_above_capacity > busiest->group_capacity)
7704                         load_above_capacity -= busiest->group_capacity;
7705                 else
7706                         load_above_capacity = ~0UL;
7707         }
7708
7709         /*
7710          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
7711          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
7712          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
7713          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
7714          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
7715          * for the minimum possible imbalance.
7716          */
7717         max_pull = min(busiest->avg_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
7718
7719         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
7720         env->imbalance = min(
7721                 max_pull * busiest->group_capacity,
7722                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_capacity
7723         ) / SCHED_CAPACITY_SCALE;
7724
7725         /* Boost imbalance to allow misfit task to be balanced. */
7726         if (busiest->group_type == group_misfit_task)
7727                 env->imbalance = max_t(long, env->imbalance,
7728                                      busiest->group_misfit_task);
7729
7730         /*
7731          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
7732          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
7733          * a think about bumping its value to force at least one task to be
7734          * moved
7735          */
7736         if (env->imbalance < busiest->load_per_task)
7737                 return fix_small_imbalance(env, sds);
7738 }
7739
7740 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
7741
7742 /**
7743  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
7744  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
7745  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
7746  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
7747  * such a group exists.
7748  *
7749  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
7750  * to restore balance.
7751  *
7752  * @env: The load balancing environment.
7753  *
7754  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
7755  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
7756  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
7757  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
7758  */
7759 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
7760 {
7761         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
7762         struct sd_lb_stats sds;
7763
7764         init_sd_lb_stats(&sds);
7765
7766         /*
7767          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
7768          * this level.
7769          */
7770         update_sd_lb_stats(env, &sds);
7771
7772         if (energy_aware() && !env->dst_rq->rd->overutilized)
7773                 goto out_balanced;
7774
7775         local = &sds.local_stat;
7776         busiest = &sds.busiest_stat;
7777
7778         /* ASYM feature bypasses nice load balance check */
7779         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
7780             check_asym_packing(env, &sds))
7781                 return sds.busiest;
7782
7783         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
7784         if (!sds.busiest || busiest->sum_nr_running == 0)
7785                 goto out_balanced;
7786
7787         sds.avg_load = (SCHED_CAPACITY_SCALE * sds.total_load)
7788                                                 / sds.total_capacity;
7789
7790         /*
7791          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
7792          * work because they assume all things are equal, which typically
7793          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
7794          */
7795         if (busiest->group_type == group_imbalanced)
7796                 goto force_balance;
7797
7798         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
7799         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && group_has_capacity(env, local) &&
7800             busiest->group_no_capacity)
7801                 goto force_balance;
7802
7803         /* Misfitting tasks should be dealt with regardless of the avg load */
7804         if (busiest->group_type == group_misfit_task) {
7805                 goto force_balance;
7806         }
7807
7808         /*
7809          * If the local group is busier than the selected busiest group
7810          * don't try and pull any tasks.
7811          */
7812         if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
7813                 goto out_balanced;
7814
7815         /*
7816          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
7817          * average load.
7818          */
7819         if (local->avg_load >= sds.avg_load)
7820                 goto out_balanced;
7821
7822         if (env->idle == CPU_IDLE) {
7823                 /*
7824                  * This cpu is idle. If the busiest group is not overloaded
7825                  * and there is no imbalance between this and busiest group
7826                  * wrt idle cpus, it is balanced. The imbalance becomes
7827                  * significant if the diff is greater than 1 otherwise we
7828                  * might end up to just move the imbalance on another group
7829                  */
7830                 if ((busiest->group_type != group_overloaded) &&
7831                     (local->idle_cpus <= (busiest->idle_cpus + 1)) &&
7832                     !group_smaller_cpu_capacity(sds.busiest, sds.local))
7833                         goto out_balanced;
7834         } else {
7835                 /*
7836                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
7837                  * imbalance_pct to be conservative.
7838                  */
7839                 if (100 * busiest->avg_load <=
7840                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
7841                         goto out_balanced;
7842         }
7843
7844 force_balance:
7845         env->busiest_group_type = busiest->group_type;
7846         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
7847         calculate_imbalance(env, &sds);
7848         return sds.busiest;
7849
7850 out_balanced:
7851         env->imbalance = 0;
7852         return NULL;
7853 }
7854
7855 /*
7856  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
7857  */
7858 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
7859                                      struct sched_group *group)
7860 {
7861         struct rq *busiest = NULL, *rq;
7862         unsigned long busiest_load = 0, busiest_capacity = 1;
7863         int i;
7864
7865         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
7866                 unsigned long capacity, wl;
7867                 enum fbq_type rt;
7868
7869                 rq = cpu_rq(i);
7870                 rt = fbq_classify_rq(rq);
7871
7872                 /*
7873                  * We classify groups/runqueues into three groups:
7874                  *  - regular: there are !numa tasks
7875                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
7876                  *  - all:     there is no distinction
7877                  *
7878                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
7879                  * ignore those when there's better options.
7880                  *
7881                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
7882                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
7883                  * queue by moving tasks around inside the node.
7884                  *
7885                  * If we cannot move enough load due to this classification
7886                  * the next pass will adjust the group classification and
7887                  * allow migration of more tasks.
7888                  *
7889                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
7890                  */
7891                 if (rt > env->fbq_type)
7892                         continue;
7893
7894                 capacity = capacity_of(i);
7895
7896                 wl = weighted_cpuload(i);
7897
7898                 /*
7899                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
7900                  * which is not scaled with the cpu capacity.
7901                  */
7902
7903                 if (rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance &&
7904                     !check_cpu_capacity(rq, env->sd) &&
7905                     env->busiest_group_type != group_misfit_task)
7906                         continue;
7907
7908                 /*
7909                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
7910                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu capacity, so
7911                  * that the load can be moved away from the cpu that is
7912                  * potentially running at a lower capacity.
7913                  *
7914                  * Thus we're looking for max(wl_i / capacity_i), crosswise
7915                  * multiplication to rid ourselves of the division works out
7916                  * to: wl_i * capacity_j > wl_j * capacity_i;  where j is
7917                  * our previous maximum.
7918                  */
7919                 if (wl * busiest_capacity > busiest_load * capacity) {
7920                         busiest_load = wl;
7921                         busiest_capacity = capacity;
7922                         busiest = rq;
7923                 }
7924         }
7925
7926         return busiest;
7927 }
7928
7929 /*
7930  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
7931  * so long as it is large enough.
7932  */
7933 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
7934
7935 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
7936 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
7937
7938 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
7939 {
7940         struct sched_domain *sd = env->sd;
7941
7942         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
7943
7944                 /*
7945                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
7946                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
7947                  * lowest numbered CPUs.
7948                  */
7949                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
7950                         return 1;
7951         }
7952
7953         /*
7954          * The dst_cpu is idle and the src_cpu CPU has only 1 CFS task.
7955          * It's worth migrating the task if the src_cpu's capacity is reduced
7956          * because of other sched_class or IRQs if more capacity stays
7957          * available on dst_cpu.
7958          */
7959         if ((env->idle != CPU_NOT_IDLE) &&
7960             (env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1)) {
7961                 if ((check_cpu_capacity(env->src_rq, sd)) &&
7962                     (capacity_of(env->src_cpu)*sd->imbalance_pct < capacity_of(env->dst_cpu)*100))
7963                         return 1;
7964         }
7965
7966         if ((capacity_of(env->src_cpu) < capacity_of(env->dst_cpu)) &&
7967                                 env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1 &&
7968                                 cpu_overutilized(env->src_cpu) &&
7969                                 !cpu_overutilized(env->dst_cpu)) {
7970                         return 1;
7971         }
7972
7973         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
7974 }
7975
7976 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
7977
7978 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
7979 {
7980         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
7981         struct cpumask *sg_cpus, *sg_mask;
7982         int cpu, balance_cpu = -1;
7983
7984         /*
7985          * In the newly idle case, we will allow all the cpu's
7986          * to do the newly idle load balance.
7987          */
7988         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
7989                 return 1;
7990
7991         sg_cpus = sched_group_cpus(sg);
7992         sg_mask = sched_group_mask(sg);
7993         /* Try to find first idle cpu */
7994         for_each_cpu_and(cpu, sg_cpus, env->cpus) {
7995                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, sg_mask) || !idle_cpu(cpu))
7996                         continue;
7997
7998                 balance_cpu = cpu;
7999                 break;
8000         }
8001
8002         if (balance_cpu == -1)
8003                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
8004
8005         /*
8006          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
8007          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
8008          */
8009         return balance_cpu == env->dst_cpu;
8010 }
8011
8012 /*
8013  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
8014  * tasks if there is an imbalance.
8015  */
8016 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
8017                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
8018                         int *continue_balancing)
8019 {
8020         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
8021         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
8022         struct sched_group *group;
8023         struct rq *busiest;
8024         unsigned long flags;
8025         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(load_balance_mask);
8026
8027         struct lb_env env = {
8028                 .sd             = sd,
8029                 .dst_cpu        = this_cpu,
8030                 .dst_rq         = this_rq,
8031                 .dst_grpmask    = sched_group_cpus(sd->groups),
8032                 .idle           = idle,
8033                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
8034                 .cpus           = cpus,
8035                 .fbq_type       = all,
8036                 .tasks          = LIST_HEAD_INIT(env.tasks),
8037         };
8038
8039         /*
8040          * For NEWLY_IDLE load_balancing, we don't need to consider
8041          * other cpus in our group
8042          */
8043         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
8044                 env.dst_grpmask = NULL;
8045
8046         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
8047
8048         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
8049
8050 redo:
8051         if (!should_we_balance(&env)) {
8052                 *continue_balancing = 0;
8053                 goto out_balanced;
8054         }
8055
8056         group = find_busiest_group(&env);
8057         if (!group) {
8058                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
8059                 goto out_balanced;
8060         }
8061
8062         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
8063         if (!busiest) {
8064                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
8065                 goto out_balanced;
8066         }
8067
8068         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
8069
8070         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
8071
8072         env.src_cpu = busiest->cpu;
8073         env.src_rq = busiest;
8074
8075         ld_moved = 0;
8076         if (busiest->nr_running > 1) {
8077                 /*
8078                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
8079                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
8080                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
8081                  * correctly treated as an imbalance.
8082                  */
8083                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
8084                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
8085
8086 more_balance:
8087                 raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
8088
8089                 /*
8090                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
8091                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
8092                  */
8093                 cur_ld_moved = detach_tasks(&env);
8094                 /*
8095                  * We want to potentially lower env.src_cpu's OPP.
8096                  */
8097                 if (cur_ld_moved)
8098                         update_capacity_of(env.src_cpu);
8099
8100                 /*
8101                  * We've detached some tasks from busiest_rq. Every
8102                  * task is masked "TASK_ON_RQ_MIGRATING", so we can safely
8103                  * unlock busiest->lock, and we are able to be sure
8104                  * that nobody can manipulate the tasks in parallel.
8105                  * See task_rq_lock() family for the details.
8106                  */
8107
8108                 raw_spin_unlock(&busiest->lock);
8109
8110                 if (cur_ld_moved) {
8111                         attach_tasks(&env);
8112                         ld_moved += cur_ld_moved;
8113                 }
8114
8115                 local_irq_restore(flags);
8116
8117                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
8118                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
8119                         goto more_balance;
8120                 }
8121
8122                 /*
8123                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
8124                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
8125                  * where they can run. The upper limit on how many times we
8126                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
8127                  * sched_group.
8128                  *
8129                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
8130                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
8131                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
8132                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
8133                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
8134                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
8135                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
8136                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
8137                  * This however should not happen so much in practice and
8138                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
8139                  * excess load moved.
8140                  */
8141                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
8142
8143                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
8144                         cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
8145
8146                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
8147                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
8148                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
8149                         env.loop         = 0;
8150                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
8151
8152                         /*
8153                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
8154                          * need to continue with same src_cpu.
8155                          */
8156                         goto more_balance;
8157                 }
8158
8159                 /*
8160                  * We failed to reach balance because of affinity.
8161                  */
8162                 if (sd_parent) {
8163                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
8164
8165                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0)
8166                                 *group_imbalance = 1;
8167                 }
8168
8169                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
8170                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
8171                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
8172                         if (!cpumask_empty(cpus)) {
8173                                 env.loop = 0;
8174                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
8175                                 goto redo;
8176                         }
8177                         goto out_all_pinned;
8178                 }
8179         }
8180
8181         if (!ld_moved) {
8182                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
8183                 /*
8184                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
8185                  * We do not want newidle balance, which can be very
8186                  * frequent, pollute the failure counter causing
8187                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
8188                  */
8189                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
8190                         if (env.src_grp_nr_running > 1)
8191                                 sd->nr_balance_failed++;
8192
8193                 if (need_active_balance(&env)) {
8194                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
8195
8196                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
8197                          * if the curr task on busiest cpu can't be
8198                          * moved to this_cpu
8199                          */
8200                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
8201                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
8202                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
8203                                                             flags);
8204                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
8205                                 goto out_one_pinned;
8206                         }
8207
8208                         /*
8209                          * ->active_balance synchronizes accesses to
8210                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
8211                          * only after active load balance is finished.
8212                          */
8213                         if (!busiest->active_balance) {
8214                                 busiest->active_balance = 1;
8215                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
8216                                 active_balance = 1;
8217                         }
8218                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
8219
8220                         if (active_balance) {
8221                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
8222                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
8223                                         &busiest->active_balance_work);
8224                         }
8225
8226                         /*
8227                          * We've kicked active balancing, reset the failure
8228                          * counter.
8229                          */
8230                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
8231                 }
8232         } else
8233                 sd->nr_balance_failed = 0;
8234
8235         if (likely(!active_balance)) {
8236                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
8237                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
8238         } else {
8239                 /*
8240                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
8241                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
8242                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
8243                  * detach_tasks).
8244                  */
8245                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
8246                         sd->balance_interval *= 2;
8247         }
8248
8249         goto out;
8250
8251 out_balanced:
8252         /*
8253          * We reach balance although we may have faced some affinity
8254          * constraints. Clear the imbalance flag if it was set.
8255          */
8256         if (sd_parent) {
8257                 int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
8258
8259                 if (*group_imbalance)
8260                         *group_imbalance = 0;
8261         }
8262
8263 out_all_pinned:
8264         /*
8265          * We reach balance because all tasks are pinned at this level so
8266          * we can't migrate them. Let the imbalance flag set so parent level
8267          * can try to migrate them.
8268          */
8269         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
8270
8271         sd->nr_balance_failed = 0;
8272
8273 out_one_pinned:
8274         /* tune up the balancing interval */
8275         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
8276                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
8277                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
8278                 sd->balance_interval *= 2;
8279
8280         ld_moved = 0;
8281 out:
8282         return ld_moved;
8283 }
8284
8285 static inline unsigned long
8286 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
8287 {
8288         unsigned long interval = sd->balance_interval;
8289
8290         if (cpu_busy)
8291                 interval *= sd->busy_factor;
8292
8293         /* scale ms to jiffies */
8294         interval = msecs_to_jiffies(interval);
8295         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
8296
8297         return interval;
8298 }
8299
8300 static inline void
8301 update_next_balance(struct sched_domain *sd, int cpu_busy, unsigned long *next_balance)
8302 {
8303         unsigned long interval, next;
8304
8305         interval = get_sd_balance_interval(sd, cpu_busy);
8306         next = sd->last_balance + interval;
8307
8308         if (time_after(*next_balance, next))
8309                 *next_balance = next;
8310 }
8311
8312 /*
8313  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
8314  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
8315  */
8316 static int idle_balance(struct rq *this_rq)
8317 {
8318         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
8319         int this_cpu = this_rq->cpu;
8320         struct sched_domain *sd;
8321         int pulled_task = 0;
8322         u64 curr_cost = 0;
8323
8324         idle_enter_fair(this_rq);
8325
8326         /*
8327          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
8328          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
8329          */
8330         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
8331
8332         if (!energy_aware() &&
8333             (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost ||
8334              !this_rq->rd->overload)) {
8335                 rcu_read_lock();
8336                 sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
8337                 if (sd)
8338                         update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
8339                 rcu_read_unlock();
8340
8341                 goto out;
8342         }
8343
8344         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
8345
8346         update_blocked_averages(this_cpu);
8347         rcu_read_lock();
8348         for_each_domain(this_cpu, sd) {
8349                 int continue_balancing = 1;
8350                 u64 t0, domain_cost;
8351
8352                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
8353                         continue;
8354
8355                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost) {
8356                         update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
8357                         break;
8358                 }
8359
8360                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
8361                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
8362
8363                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
8364                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
8365                                                    &continue_balancing);
8366
8367                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
8368                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
8369                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
8370
8371                         curr_cost += domain_cost;
8372                 }
8373
8374                 update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
8375
8376                 /*
8377                  * Stop searching for tasks to pull if there are
8378                  * now runnable tasks on this rq.
8379                  */
8380                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0)
8381                         break;
8382         }
8383         rcu_read_unlock();
8384
8385         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
8386
8387         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
8388                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
8389
8390         /*
8391          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
8392          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
8393          * pretend we pulled a task.
8394          */
8395         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
8396                 pulled_task = 1;
8397
8398 out:
8399         /* Move the next balance forward */
8400         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
8401                 this_rq->next_balance = next_balance;
8402
8403         /* Is there a task of a high priority class? */
8404         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
8405                 pulled_task = -1;
8406
8407         if (pulled_task) {
8408                 idle_exit_fair(this_rq);
8409                 this_rq->idle_stamp = 0;
8410         }
8411
8412         return pulled_task;
8413 }
8414
8415 /*
8416  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
8417  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
8418  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
8419  * avoids physical / logical imbalances.
8420  */
8421 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
8422 {
8423         struct rq *busiest_rq = data;
8424         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
8425         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
8426         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
8427         struct sched_domain *sd;
8428         struct task_struct *p = NULL;
8429
8430         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
8431
8432         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
8433         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
8434                      !busiest_rq->active_balance))
8435                 goto out_unlock;
8436
8437         /* Is there any task to move? */
8438         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
8439                 goto out_unlock;
8440
8441         /*
8442          * This condition is "impossible", if it occurs
8443          * we need to fix it. Originally reported by
8444          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
8445          */
8446         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
8447
8448         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
8449         rcu_read_lock();
8450         for_each_domain(target_cpu, sd) {
8451                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
8452                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
8453                                 break;
8454         }
8455
8456         if (likely(sd)) {
8457                 struct lb_env env = {
8458                         .sd             = sd,
8459                         .dst_cpu        = target_cpu,
8460                         .dst_rq         = target_rq,
8461                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
8462                         .src_rq         = busiest_rq,
8463                         .idle           = CPU_IDLE,
8464                 };
8465
8466                 schedstat_inc(sd, alb_count);
8467
8468                 p = detach_one_task(&env);
8469                 if (p) {
8470                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
8471                         /*
8472                          * We want to potentially lower env.src_cpu's OPP.
8473                          */
8474                         update_capacity_of(env.src_cpu);
8475                 }
8476                 else
8477                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
8478         }
8479         rcu_read_unlock();
8480 out_unlock:
8481         busiest_rq->active_balance = 0;
8482         raw_spin_unlock(&busiest_rq->lock);
8483
8484         if (p)
8485                 attach_one_task(target_rq, p);
8486
8487         local_irq_enable();
8488
8489         return 0;
8490 }
8491
8492 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
8493 {
8494         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
8495 }
8496
8497 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8498 /*
8499  * idle load balancing details
8500  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
8501  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
8502  *   load balancing for all the idle CPUs.
8503  */
8504 static struct {
8505         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
8506         atomic_t nr_cpus;
8507         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
8508 } nohz ____cacheline_aligned;
8509
8510 static inline int find_new_ilb(void)
8511 {
8512         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
8513
8514         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
8515                 return ilb;
8516
8517         return nr_cpu_ids;
8518 }
8519
8520 /*
8521  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
8522  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
8523  * CPU (if there is one).
8524  */
8525 static void nohz_balancer_kick(void)
8526 {
8527         int ilb_cpu;
8528
8529         nohz.next_balance++;
8530
8531         ilb_cpu = find_new_ilb();
8532
8533         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
8534                 return;
8535
8536         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
8537                 return;
8538         /*
8539          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
8540          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
8541          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
8542          * will be run before returning from the IPI.
8543          */
8544         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
8545         return;
8546 }
8547
8548 static inline void nohz_balance_exit_idle(int cpu)
8549 {
8550         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
8551                 /*
8552                  * Completely isolated CPUs don't ever set, so we must test.
8553                  */
8554                 if (likely(cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))) {
8555                         cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
8556                         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
8557                 }
8558                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
8559         }
8560 }
8561
8562 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
8563 {
8564         struct sched_domain *sd;
8565         int cpu = smp_processor_id();
8566
8567         rcu_read_lock();
8568         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
8569
8570         if (!sd || !sd->nohz_idle)
8571                 goto unlock;
8572         sd->nohz_idle = 0;
8573
8574         atomic_inc(&sd->groups->sgc->nr_busy_cpus);
8575 unlock:
8576         rcu_read_unlock();
8577 }
8578
8579 void set_cpu_sd_state_idle(void)
8580 {
8581         struct sched_domain *sd;
8582         int cpu = smp_processor_id();
8583
8584         rcu_read_lock();
8585         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
8586
8587         if (!sd || sd->nohz_idle)
8588                 goto unlock;
8589         sd->nohz_idle = 1;
8590
8591         atomic_dec(&sd->groups->sgc->nr_busy_cpus);
8592 unlock:
8593         rcu_read_unlock();
8594 }
8595
8596 /*
8597  * This routine will record that the cpu is going idle with tick stopped.
8598  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
8599  */
8600 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
8601 {
8602         /*
8603          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
8604          */
8605         if (!cpu_active(cpu))
8606                 return;
8607
8608         if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
8609                 return;
8610
8611         /*
8612          * If we're a completely isolated CPU, we don't play.
8613          */
8614         if (on_null_domain(cpu_rq(cpu)))
8615                 return;
8616
8617         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
8618         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
8619         set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
8620 }
8621
8622 static int sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
8623                                         unsigned long action, void *hcpu)
8624 {
8625         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
8626         case CPU_DYING:
8627                 nohz_balance_exit_idle(smp_processor_id());
8628                 return NOTIFY_OK;
8629         default:
8630                 return NOTIFY_DONE;
8631         }
8632 }
8633 #endif
8634
8635 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
8636
8637 /*
8638  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
8639  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
8640  */
8641 void update_max_interval(void)
8642 {
8643         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
8644 }
8645
8646 /*
8647  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
8648  * and initiates a balancing operation if so.
8649  *
8650  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
8651  */
8652 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
8653 {
8654         int continue_balancing = 1;
8655         int cpu = rq->cpu;
8656         unsigned long interval;
8657         struct sched_domain *sd;
8658         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
8659         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
8660         int update_next_balance = 0;
8661         int need_serialize, need_decay = 0;
8662         u64 max_cost = 0;
8663
8664         update_blocked_averages(cpu);
8665
8666         rcu_read_lock();
8667         for_each_domain(cpu, sd) {
8668                 /*
8669                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
8670                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
8671                  */
8672                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
8673                         sd->max_newidle_lb_cost =
8674                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
8675                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
8676                         need_decay = 1;
8677                 }
8678                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
8679
8680                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
8681                         continue;
8682
8683                 /*
8684                  * Stop the load balance at this level. There is another
8685                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
8686                  * actively.
8687                  */
8688                 if (!continue_balancing) {
8689                         if (need_decay)
8690                                 continue;
8691                         break;
8692                 }
8693
8694                 interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
8695
8696                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
8697                 if (need_serialize) {
8698                         if (!spin_trylock(&balancing))
8699                                 goto out;
8700                 }
8701
8702                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
8703                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
8704                                 /*
8705                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
8706                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
8707                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
8708                                  */
8709                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
8710                         }
8711                         sd->last_balance = jiffies;
8712                         interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
8713                 }
8714                 if (need_serialize)
8715                         spin_unlock(&balancing);
8716 out:
8717                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
8718                         next_balance = sd->last_balance + interval;
8719                         update_next_balance = 1;
8720                 }
8721         }
8722         if (need_decay) {
8723                 /*
8724                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
8725                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
8726                  */
8727                 rq->max_idle_balance_cost =
8728                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
8729         }
8730         rcu_read_unlock();
8731
8732         /*
8733          * next_balance will be updated only when there is a need.
8734          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
8735          * updated.
8736          */
8737         if (likely(update_next_balance)) {
8738                 rq->next_balance = next_balance;
8739
8740 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8741                 /*
8742                  * If this CPU has been elected to perform the nohz idle
8743                  * balance. Other idle CPUs have already rebalanced with
8744                  * nohz_idle_balance() and nohz.next_balance has been
8745                  * updated accordingly. This CPU is now running the idle load
8746                  * balance for itself and we need to update the
8747                  * nohz.next_balance accordingly.
8748                  */
8749                 if ((idle == CPU_IDLE) && time_after(nohz.next_balance, rq->next_balance))
8750                         nohz.next_balance = rq->next_balance;
8751 #endif
8752         }
8753 }
8754
8755 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8756 /*
8757  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
8758  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
8759  */
8760 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
8761 {
8762         int this_cpu = this_rq->cpu;
8763         struct rq *rq;
8764         int balance_cpu;
8765         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
8766         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
8767         int update_next_balance = 0;
8768
8769         if (idle != CPU_IDLE ||
8770             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
8771                 goto end;
8772
8773         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
8774                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
8775                         continue;
8776
8777                 /*
8778                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
8779                  * work being done for other cpus. Next load
8780                  * balancing owner will pick it up.
8781                  */
8782                 if (need_resched())
8783                         break;
8784
8785                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
8786
8787                 /*
8788                  * If time for next balance is due,
8789                  * do the balance.
8790                  */
8791                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
8792                         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
8793                         update_rq_clock(rq);
8794                         update_idle_cpu_load(rq);
8795                         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
8796                         rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
8797                 }
8798
8799                 if (time_after(next_balance, rq->next_balance)) {
8800                         next_balance = rq->next_balance;
8801                         update_next_balance = 1;
8802                 }
8803         }
8804
8805         /*
8806          * next_balance will be updated only when there is a need.
8807          * When the CPU is attached to null domain for ex, it will not be
8808          * updated.
8809          */
8810         if (likely(update_next_balance))
8811                 nohz.next_balance = next_balance;
8812 end:
8813         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
8814 }
8815
8816 /*
8817  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
8818  * of an idle cpu in the system.
8819  *   - This rq has more than one task.
8820  *   - This rq has at least one CFS task and the capacity of the CPU is
8821  *     significantly reduced because of RT tasks or IRQs.
8822  *   - At parent of LLC scheduler domain level, this cpu's scheduler group has
8823  *     multiple busy cpu.
8824  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
8825  *     domain span are idle.
8826  */
8827 static inline bool nohz_kick_needed(struct rq *rq)
8828 {
8829         unsigned long now = jiffies;
8830         struct sched_domain *sd;
8831         struct sched_group_capacity *sgc;
8832         int nr_busy, cpu = rq->cpu;
8833         bool kick = false;
8834
8835         if (unlikely(rq->idle_balance))
8836                 return false;
8837
8838        /*
8839         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
8840         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
8841         */
8842         set_cpu_sd_state_busy();
8843         nohz_balance_exit_idle(cpu);
8844
8845         /*
8846          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
8847          * balancing.
8848          */
8849         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
8850                 return false;
8851
8852         if (time_before(now, nohz.next_balance))
8853                 return false;
8854
8855         if (rq->nr_running >= 2 &&
8856             (!energy_aware() || cpu_overutilized(cpu)))
8857                 return true;
8858
8859         rcu_read_lock();
8860         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
8861         if (sd && !energy_aware()) {
8862                 sgc = sd->groups->sgc;
8863                 nr_busy = atomic_read(&sgc->nr_busy_cpus);
8864
8865                 if (nr_busy > 1) {
8866                         kick = true;
8867                         goto unlock;
8868                 }
8869
8870         }
8871
8872         sd = rcu_dereference(rq->sd);
8873         if (sd) {
8874                 if ((rq->cfs.h_nr_running >= 1) &&
8875                                 check_cpu_capacity(rq, sd)) {
8876                         kick = true;
8877                         goto unlock;
8878                 }
8879         }
8880
8881         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym, cpu));
8882         if (sd && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
8883                                   sched_domain_span(sd)) < cpu)) {
8884                 kick = true;
8885                 goto unlock;
8886         }
8887
8888 unlock:
8889         rcu_read_unlock();
8890         return kick;
8891 }
8892 #else
8893 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle) { }
8894 #endif
8895
8896 /*
8897  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
8898  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
8899  */
8900 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
8901 {
8902         struct rq *this_rq = this_rq();
8903         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
8904                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
8905
8906         /*
8907          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
8908          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
8909          * stopped. Do nohz_idle_balance *before* rebalance_domains to
8910          * give the idle cpus a chance to load balance. Else we may
8911          * load balance only within the local sched_domain hierarchy
8912          * and abort nohz_idle_balance altogether if we pull some load.
8913          */
8914         nohz_idle_balance(this_rq, idle);
8915         rebalance_domains(this_rq, idle);
8916 }
8917
8918 /*
8919  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
8920  */
8921 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
8922 {
8923         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
8924         if (unlikely(on_null_domain(rq)))
8925                 return;
8926
8927         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
8928                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
8929 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8930         if (nohz_kick_needed(rq))
8931                 nohz_balancer_kick();
8932 #endif
8933 }
8934
8935 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
8936 {
8937         update_sysctl();
8938
8939         update_runtime_enabled(rq);
8940 }
8941
8942 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
8943 {
8944         update_sysctl();
8945
8946         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
8947         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
8948 }
8949
8950 #endif /* CONFIG_SMP */
8951
8952 /*
8953  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
8954  */
8955 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
8956 {
8957         struct cfs_rq *cfs_rq;
8958         struct sched_entity *se = &curr->se;
8959
8960         for_each_sched_entity(se) {
8961                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
8962                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
8963         }
8964
8965         if (static_branch_unlikely(&sched_numa_balancing))
8966                 task_tick_numa(rq, curr);
8967
8968 #ifdef CONFIG_SMP
8969         if (!rq->rd->overutilized && cpu_overutilized(task_cpu(curr)))
8970                 rq->rd->overutilized = true;
8971
8972         rq->misfit_task = !task_fits_max(curr, rq->cpu);
8973 #endif
8974
8975 }
8976
8977 /*
8978  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
8979  *  - child not yet on the tasklist
8980  *  - preemption disabled
8981  */
8982 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
8983 {
8984         struct cfs_rq *cfs_rq;
8985         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
8986         int this_cpu = smp_processor_id();
8987         struct rq *rq = this_rq();
8988         unsigned long flags;
8989
8990         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
8991
8992         update_rq_clock(rq);
8993
8994         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
8995         curr = cfs_rq->curr;
8996
8997         /*
8998          * Not only the cpu but also the task_group of the parent might have
8999          * been changed after parent->se.parent,cfs_rq were copied to
9000          * child->se.parent,cfs_rq. So call __set_task_cpu() to make those
9001          * of child point to valid ones.
9002          */
9003         rcu_read_lock();
9004         __set_task_cpu(p, this_cpu);
9005         rcu_read_unlock();
9006
9007         update_curr(cfs_rq);
9008
9009         if (curr)
9010                 se->vruntime = curr->vruntime;
9011         place_entity(cfs_rq, se, 1);
9012
9013         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
9014                 /*
9015                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
9016                  * 'current' within the tree based on its new key value.
9017                  */
9018                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
9019                 resched_curr(rq);
9020         }
9021
9022         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
9023
9024         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
9025 }
9026
9027 /*
9028  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
9029  * the current task.
9030  */
9031 static void
9032 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
9033 {
9034         if (!task_on_rq_queued(p))
9035                 return;
9036
9037         /*
9038          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
9039          * our priority decreased, or if we are not currently running on
9040          * this runqueue and our priority is higher than the current's
9041          */
9042         if (rq->curr == p) {
9043                 if (p->prio > oldprio)
9044                         resched_curr(rq);
9045         } else
9046                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
9047 }
9048
9049 static inline bool vruntime_normalized(struct task_struct *p)
9050 {
9051         struct sched_entity *se = &p->se;
9052
9053         /*
9054          * In both the TASK_ON_RQ_QUEUED and TASK_ON_RQ_MIGRATING cases,
9055          * the dequeue_entity(.flags=0) will already have normalized the
9056          * vruntime.
9057          */
9058         if (p->on_rq)
9059                 return true;
9060
9061         /*
9062          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
9063          * But there are some cases where it has already been normalized:
9064          *
9065          * - A forked child which is waiting for being woken up by
9066          *   wake_up_new_task().
9067          * - A task which has been woken up by try_to_wake_up() and
9068          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
9069          */
9070         if (!se->sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING)
9071                 return true;
9072
9073         return false;
9074 }
9075
9076 static void detach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
9077 {
9078         struct sched_entity *se = &p->se;
9079         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9080
9081         if (!vruntime_normalized(p)) {
9082                 /*
9083                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
9084                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
9085                  */
9086                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
9087                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
9088         }
9089
9090         /* Catch up with the cfs_rq and remove our load when we leave */
9091         detach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
9092 }
9093
9094 static void attach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
9095 {
9096         struct sched_entity *se = &p->se;
9097         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9098
9099 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9100         /*
9101          * Since the real-depth could have been changed (only FAIR
9102          * class maintain depth value), reset depth properly.
9103          */
9104         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
9105 #endif
9106
9107         /* Synchronize task with its cfs_rq */
9108         attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
9109
9110         if (!vruntime_normalized(p))
9111                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
9112 }
9113
9114 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
9115 {
9116         detach_task_cfs_rq(p);
9117 }
9118
9119 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
9120 {
9121         attach_task_cfs_rq(p);
9122
9123         if (task_on_rq_queued(p)) {
9124                 /*
9125                  * We were most likely switched from sched_rt, so
9126                  * kick off the schedule if running, otherwise just see
9127                  * if we can still preempt the current task.
9128                  */
9129                 if (rq->curr == p)
9130                         resched_curr(rq);
9131                 else
9132                         check_preempt_curr(rq, p, 0);
9133         }
9134 }
9135
9136 /* Account for a task changing its policy or group.
9137  *
9138  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
9139  * migrates between groups/classes.
9140  */
9141 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
9142 {
9143         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
9144
9145         for_each_sched_entity(se) {
9146                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9147
9148                 set_next_entity(cfs_rq, se);
9149                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
9150                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
9151         }
9152 }
9153
9154 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
9155 {
9156         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
9157         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
9158 #ifndef CONFIG_64BIT
9159         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
9160 #endif
9161 #ifdef CONFIG_SMP
9162         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_load_avg, 0);
9163         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_util_avg, 0);
9164 #endif
9165 }
9166
9167 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9168 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p)
9169 {
9170         detach_task_cfs_rq(p);
9171         set_task_rq(p, task_cpu(p));
9172
9173 #ifdef CONFIG_SMP
9174         /* Tell se's cfs_rq has been changed -- migrated */
9175         p->se.avg.last_update_time = 0;
9176 #endif
9177         attach_task_cfs_rq(p);
9178 }
9179
9180 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
9181 {
9182         int i;
9183
9184         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
9185
9186         for_each_possible_cpu(i) {
9187                 if (tg->cfs_rq)
9188                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
9189                 if (tg->se) {
9190                         if (tg->se[i])
9191                                 remove_entity_load_avg(tg->se[i]);
9192                         kfree(tg->se[i]);
9193                 }
9194         }
9195
9196         kfree(tg->cfs_rq);
9197         kfree(tg->se);
9198 }
9199
9200 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
9201 {
9202         struct cfs_rq *cfs_rq;
9203         struct sched_entity *se;
9204         int i;
9205
9206         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
9207         if (!tg->cfs_rq)
9208                 goto err;
9209         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
9210         if (!tg->se)
9211                 goto err;
9212
9213         tg->shares = NICE_0_LOAD;
9214
9215         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
9216
9217         for_each_possible_cpu(i) {
9218                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
9219                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9220                 if (!cfs_rq)
9221                         goto err;
9222
9223                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
9224                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9225                 if (!se)
9226                         goto err_free_rq;
9227
9228                 init_cfs_rq(cfs_rq);
9229                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
9230                 init_entity_runnable_average(se);
9231         }
9232
9233         return 1;
9234
9235 err_free_rq:
9236         kfree(cfs_rq);
9237 err:
9238         return 0;
9239 }
9240
9241 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
9242 {
9243         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9244         unsigned long flags;
9245
9246         /*
9247         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
9248         * check on_list without danger of it being re-added.
9249         */
9250         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
9251                 return;
9252
9253         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
9254         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
9255         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
9256 }
9257
9258 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
9259                         struct sched_entity *se, int cpu,
9260                         struct sched_entity *parent)
9261 {
9262         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9263
9264         cfs_rq->tg = tg;
9265         cfs_rq->rq = rq;
9266         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
9267
9268         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
9269         tg->se[cpu] = se;
9270
9271         /* se could be NULL for root_task_group */
9272         if (!se)
9273                 return;
9274
9275         if (!parent) {
9276                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
9277                 se->depth = 0;
9278         } else {
9279                 se->cfs_rq = parent->my_q;
9280                 se->depth = parent->depth + 1;
9281         }
9282
9283         se->my_q = cfs_rq;
9284         /* guarantee group entities always have weight */
9285         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
9286         se->parent = parent;
9287 }
9288
9289 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
9290
9291 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
9292 {
9293         int i;
9294         unsigned long flags;
9295
9296         /*
9297          * We can't change the weight of the root cgroup.
9298          */
9299         if (!tg->se[0])
9300                 return -EINVAL;
9301
9302         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
9303
9304         mutex_lock(&shares_mutex);
9305         if (tg->shares == shares)
9306                 goto done;
9307
9308         tg->shares = shares;
9309         for_each_possible_cpu(i) {
9310                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
9311                 struct sched_entity *se;
9312
9313                 se = tg->se[i];
9314                 /* Propagate contribution to hierarchy */
9315                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
9316
9317                 /* Possible calls to update_curr() need rq clock */
9318                 update_rq_clock(rq);
9319                 for_each_sched_entity(se)
9320                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
9321                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
9322         }
9323
9324 done:
9325         mutex_unlock(&shares_mutex);
9326         return 0;
9327 }
9328 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9329
9330 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
9331
9332 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
9333 {
9334         return 1;
9335 }
9336
9337 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
9338
9339 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9340
9341
9342 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
9343 {
9344         struct sched_entity *se = &task->se;
9345         unsigned int rr_interval = 0;
9346
9347         /*
9348          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
9349          * idle runqueue:
9350          */
9351         if (rq->cfs.load.weight)
9352                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
9353
9354         return rr_interval;
9355 }
9356
9357 /*
9358  * All the scheduling class methods:
9359  */
9360 const struct sched_class fair_sched_class = {
9361         .next                   = &idle_sched_class,
9362         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
9363         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
9364         .yield_task             = yield_task_fair,
9365         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
9366
9367         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
9368
9369         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
9370         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
9371
9372 #ifdef CONFIG_SMP
9373         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
9374         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
9375
9376         .rq_online              = rq_online_fair,
9377         .rq_offline             = rq_offline_fair,
9378
9379         .task_waking            = task_waking_fair,
9380         .task_dead              = task_dead_fair,
9381         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_common,
9382 #endif
9383
9384         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
9385         .task_tick              = task_tick_fair,
9386         .task_fork              = task_fork_fair,
9387
9388         .prio_changed           = prio_changed_fair,
9389         .switched_from          = switched_from_fair,
9390         .switched_to            = switched_to_fair,
9391
9392         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
9393
9394         .update_curr            = update_curr_fair,
9395
9396 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9397         .task_move_group        = task_move_group_fair,
9398 #endif
9399 };
9400
9401 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
9402 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
9403 {
9404         struct cfs_rq *cfs_rq;
9405
9406         rcu_read_lock();
9407         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
9408                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
9409         rcu_read_unlock();
9410 }
9411
9412 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
9413 void show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m)
9414 {
9415         int node;
9416         unsigned long tsf = 0, tpf = 0, gsf = 0, gpf = 0;
9417
9418         for_each_online_node(node) {
9419                 if (p->numa_faults) {
9420                         tsf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
9421                         tpf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
9422                 }
9423                 if (p->numa_group) {
9424                         gsf = p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)],
9425                         gpf = p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
9426                 }
9427                 print_numa_stats(m, node, tsf, tpf, gsf, gpf);
9428         }
9429 }
9430 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
9431 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
9432
9433 __init void init_sched_fair_class(void)
9434 {
9435 #ifdef CONFIG_SMP
9436         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
9437
9438 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9439         nohz.next_balance = jiffies;
9440         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
9441         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
9442 #endif
9443 #endif /* SMP */
9444
9445 }