Merge branch 'pm-cpuidle'
[sfrench/cifs-2.6.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/sched/mm.h>
24 #include <linux/sched/topology.h>
25
26 #include <linux/latencytop.h>
27 #include <linux/cpumask.h>
28 #include <linux/cpuidle.h>
29 #include <linux/slab.h>
30 #include <linux/profile.h>
31 #include <linux/interrupt.h>
32 #include <linux/mempolicy.h>
33 #include <linux/migrate.h>
34 #include <linux/task_work.h>
35
36 #include <trace/events/sched.h>
37
38 #include "sched.h"
39
40 /*
41  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
42  *
43  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
44  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
45  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
46  * based scheduling concepts.
47  *
48  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
49  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
50  *
51  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
52  */
53 unsigned int sysctl_sched_latency                       = 6000000ULL;
54 unsigned int normalized_sysctl_sched_latency            = 6000000ULL;
55
56 /*
57  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
58  *
59  * Options are:
60  *
61  *   SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
62  *   SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
63  *   SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
64  *
65  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
66  */
67 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
68
69 /*
70  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
71  *
72  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
73  */
74 unsigned int sysctl_sched_min_granularity               = 750000ULL;
75 unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity    = 750000ULL;
76
77 /*
78  * This value is kept at sysctl_sched_latency/sysctl_sched_min_granularity
79  */
80 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
81
82 /*
83  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
84  * parent will (try to) run first.
85  */
86 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
87
88 /*
89  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
90  *
91  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
92  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
93  * have immediate wakeup/sleep latencies.
94  *
95  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
96  */
97 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity            = 1000000UL;
98 unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
99
100 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost    = 500000UL;
101
102 #ifdef CONFIG_SMP
103 /*
104  * For asym packing, by default the lower numbered cpu has higher priority.
105  */
106 int __weak arch_asym_cpu_priority(int cpu)
107 {
108         return -cpu;
109 }
110 #endif
111
112 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
113 /*
114  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
115  * each time a cfs_rq requests quota.
116  *
117  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
118  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
119  * we will always only issue the remaining available time.
120  *
121  * (default: 5 msec, units: microseconds)
122  */
123 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice           = 5000UL;
124 #endif
125
126 /*
127  * The margin used when comparing utilization with CPU capacity:
128  * util * margin < capacity * 1024
129  *
130  * (default: ~20%)
131  */
132 unsigned int capacity_margin                            = 1280;
133
134 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
135 {
136         lw->weight += inc;
137         lw->inv_weight = 0;
138 }
139
140 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
141 {
142         lw->weight -= dec;
143         lw->inv_weight = 0;
144 }
145
146 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
147 {
148         lw->weight = w;
149         lw->inv_weight = 0;
150 }
151
152 /*
153  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
154  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
155  * to users decreases. But the relationship is not linear,
156  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
157  * number of CPUs.
158  *
159  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
160  */
161 static unsigned int get_update_sysctl_factor(void)
162 {
163         unsigned int cpus = min_t(unsigned int, num_online_cpus(), 8);
164         unsigned int factor;
165
166         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
167         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
168                 factor = 1;
169                 break;
170         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
171                 factor = cpus;
172                 break;
173         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
174         default:
175                 factor = 1 + ilog2(cpus);
176                 break;
177         }
178
179         return factor;
180 }
181
182 static void update_sysctl(void)
183 {
184         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
185
186 #define SET_SYSCTL(name) \
187         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
188         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
189         SET_SYSCTL(sched_latency);
190         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
191 #undef SET_SYSCTL
192 }
193
194 void sched_init_granularity(void)
195 {
196         update_sysctl();
197 }
198
199 #define WMULT_CONST     (~0U)
200 #define WMULT_SHIFT     32
201
202 static void __update_inv_weight(struct load_weight *lw)
203 {
204         unsigned long w;
205
206         if (likely(lw->inv_weight))
207                 return;
208
209         w = scale_load_down(lw->weight);
210
211         if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
212                 lw->inv_weight = 1;
213         else if (unlikely(!w))
214                 lw->inv_weight = WMULT_CONST;
215         else
216                 lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
217 }
218
219 /*
220  * delta_exec * weight / lw.weight
221  *   OR
222  * (delta_exec * (weight * lw->inv_weight)) >> WMULT_SHIFT
223  *
224  * Either weight := NICE_0_LOAD and lw \e sched_prio_to_wmult[], in which case
225  * we're guaranteed shift stays positive because inv_weight is guaranteed to
226  * fit 32 bits, and NICE_0_LOAD gives another 10 bits; therefore shift >= 22.
227  *
228  * Or, weight =< lw.weight (because lw.weight is the runqueue weight), thus
229  * weight/lw.weight <= 1, and therefore our shift will also be positive.
230  */
231 static u64 __calc_delta(u64 delta_exec, unsigned long weight, struct load_weight *lw)
232 {
233         u64 fact = scale_load_down(weight);
234         int shift = WMULT_SHIFT;
235
236         __update_inv_weight(lw);
237
238         if (unlikely(fact >> 32)) {
239                 while (fact >> 32) {
240                         fact >>= 1;
241                         shift--;
242                 }
243         }
244
245         /* hint to use a 32x32->64 mul */
246         fact = (u64)(u32)fact * lw->inv_weight;
247
248         while (fact >> 32) {
249                 fact >>= 1;
250                 shift--;
251         }
252
253         return mul_u64_u32_shr(delta_exec, fact, shift);
254 }
255
256
257 const struct sched_class fair_sched_class;
258
259 /**************************************************************
260  * CFS operations on generic schedulable entities:
261  */
262
263 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
264
265 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
266 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
267 {
268         return cfs_rq->rq;
269 }
270
271 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
272 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
273
274 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
275 {
276         SCHED_WARN_ON(!entity_is_task(se));
277         return container_of(se, struct task_struct, se);
278 }
279
280 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
281 #define for_each_sched_entity(se) \
282                 for (; se; se = se->parent)
283
284 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
285 {
286         return p->se.cfs_rq;
287 }
288
289 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
290 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
291 {
292         return se->cfs_rq;
293 }
294
295 /* runqueue "owned" by this group */
296 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
297 {
298         return grp->my_q;
299 }
300
301 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
302 {
303         if (!cfs_rq->on_list) {
304                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
305                 int cpu = cpu_of(rq);
306                 /*
307                  * Ensure we either appear before our parent (if already
308                  * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
309                  * enqueued. The fact that we always enqueue bottom-up
310                  * reduces this to two cases and a special case for the root
311                  * cfs_rq. Furthermore, it also means that we will always reset
312                  * tmp_alone_branch either when the branch is connected
313                  * to a tree or when we reach the beg of the tree
314                  */
315                 if (cfs_rq->tg->parent &&
316                     cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->on_list) {
317                         /*
318                          * If parent is already on the list, we add the child
319                          * just before. Thanks to circular linked property of
320                          * the list, this means to put the child at the tail
321                          * of the list that starts by parent.
322                          */
323                         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
324                                 &(cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->leaf_cfs_rq_list));
325                         /*
326                          * The branch is now connected to its tree so we can
327                          * reset tmp_alone_branch to the beginning of the
328                          * list.
329                          */
330                         rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
331                 } else if (!cfs_rq->tg->parent) {
332                         /*
333                          * cfs rq without parent should be put
334                          * at the tail of the list.
335                          */
336                         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
337                                 &rq->leaf_cfs_rq_list);
338                         /*
339                          * We have reach the beg of a tree so we can reset
340                          * tmp_alone_branch to the beginning of the list.
341                          */
342                         rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
343                 } else {
344                         /*
345                          * The parent has not already been added so we want to
346                          * make sure that it will be put after us.
347                          * tmp_alone_branch points to the beg of the branch
348                          * where we will add parent.
349                          */
350                         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
351                                 rq->tmp_alone_branch);
352                         /*
353                          * update tmp_alone_branch to points to the new beg
354                          * of the branch
355                          */
356                         rq->tmp_alone_branch = &cfs_rq->leaf_cfs_rq_list;
357                 }
358
359                 cfs_rq->on_list = 1;
360         }
361 }
362
363 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
364 {
365         if (cfs_rq->on_list) {
366                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
367                 cfs_rq->on_list = 0;
368         }
369 }
370
371 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
372 #define for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos)                      \
373         list_for_each_entry_safe(cfs_rq, pos, &rq->leaf_cfs_rq_list,    \
374                                  leaf_cfs_rq_list)
375
376 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
377 static inline struct cfs_rq *
378 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
379 {
380         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
381                 return se->cfs_rq;
382
383         return NULL;
384 }
385
386 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
387 {
388         return se->parent;
389 }
390
391 static void
392 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
393 {
394         int se_depth, pse_depth;
395
396         /*
397          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
398          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
399          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
400          * parent.
401          */
402
403         /* First walk up until both entities are at same depth */
404         se_depth = (*se)->depth;
405         pse_depth = (*pse)->depth;
406
407         while (se_depth > pse_depth) {
408                 se_depth--;
409                 *se = parent_entity(*se);
410         }
411
412         while (pse_depth > se_depth) {
413                 pse_depth--;
414                 *pse = parent_entity(*pse);
415         }
416
417         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
418                 *se = parent_entity(*se);
419                 *pse = parent_entity(*pse);
420         }
421 }
422
423 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
424
425 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
426 {
427         return container_of(se, struct task_struct, se);
428 }
429
430 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
431 {
432         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
433 }
434
435 #define entity_is_task(se)      1
436
437 #define for_each_sched_entity(se) \
438                 for (; se; se = NULL)
439
440 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
441 {
442         return &task_rq(p)->cfs;
443 }
444
445 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
446 {
447         struct task_struct *p = task_of(se);
448         struct rq *rq = task_rq(p);
449
450         return &rq->cfs;
451 }
452
453 /* runqueue "owned" by this group */
454 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
455 {
456         return NULL;
457 }
458
459 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
460 {
461 }
462
463 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
464 {
465 }
466
467 #define for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos)      \
468                 for (cfs_rq = &rq->cfs, pos = NULL; cfs_rq; cfs_rq = pos)
469
470 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
471 {
472         return NULL;
473 }
474
475 static inline void
476 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
477 {
478 }
479
480 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
481
482 static __always_inline
483 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec);
484
485 /**************************************************************
486  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
487  */
488
489 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
490 {
491         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
492         if (delta > 0)
493                 max_vruntime = vruntime;
494
495         return max_vruntime;
496 }
497
498 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
499 {
500         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
501         if (delta < 0)
502                 min_vruntime = vruntime;
503
504         return min_vruntime;
505 }
506
507 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
508                                 struct sched_entity *b)
509 {
510         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
511 }
512
513 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
514 {
515         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
516
517         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
518
519         if (curr) {
520                 if (curr->on_rq)
521                         vruntime = curr->vruntime;
522                 else
523                         curr = NULL;
524         }
525
526         if (cfs_rq->rb_leftmost) {
527                 struct sched_entity *se = rb_entry(cfs_rq->rb_leftmost,
528                                                    struct sched_entity,
529                                                    run_node);
530
531                 if (!curr)
532                         vruntime = se->vruntime;
533                 else
534                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
535         }
536
537         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
538         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
539 #ifndef CONFIG_64BIT
540         smp_wmb();
541         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
542 #endif
543 }
544
545 /*
546  * Enqueue an entity into the rb-tree:
547  */
548 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
549 {
550         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
551         struct rb_node *parent = NULL;
552         struct sched_entity *entry;
553         int leftmost = 1;
554
555         /*
556          * Find the right place in the rbtree:
557          */
558         while (*link) {
559                 parent = *link;
560                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
561                 /*
562                  * We dont care about collisions. Nodes with
563                  * the same key stay together.
564                  */
565                 if (entity_before(se, entry)) {
566                         link = &parent->rb_left;
567                 } else {
568                         link = &parent->rb_right;
569                         leftmost = 0;
570                 }
571         }
572
573         /*
574          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
575          * used):
576          */
577         if (leftmost)
578                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
579
580         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
581         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
582 }
583
584 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
585 {
586         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node) {
587                 struct rb_node *next_node;
588
589                 next_node = rb_next(&se->run_node);
590                 cfs_rq->rb_leftmost = next_node;
591         }
592
593         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
594 }
595
596 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
597 {
598         struct rb_node *left = cfs_rq->rb_leftmost;
599
600         if (!left)
601                 return NULL;
602
603         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
604 }
605
606 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
607 {
608         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
609
610         if (!next)
611                 return NULL;
612
613         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
614 }
615
616 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
617 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
618 {
619         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline);
620
621         if (!last)
622                 return NULL;
623
624         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
625 }
626
627 /**************************************************************
628  * Scheduling class statistics methods:
629  */
630
631 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
632                 void __user *buffer, size_t *lenp,
633                 loff_t *ppos)
634 {
635         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
636         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
637
638         if (ret || !write)
639                 return ret;
640
641         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
642                                         sysctl_sched_min_granularity);
643
644 #define WRT_SYSCTL(name) \
645         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
646         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
647         WRT_SYSCTL(sched_latency);
648         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
649 #undef WRT_SYSCTL
650
651         return 0;
652 }
653 #endif
654
655 /*
656  * delta /= w
657  */
658 static inline u64 calc_delta_fair(u64 delta, struct sched_entity *se)
659 {
660         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
661                 delta = __calc_delta(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
662
663         return delta;
664 }
665
666 /*
667  * The idea is to set a period in which each task runs once.
668  *
669  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
670  * this period because otherwise the slices get too small.
671  *
672  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
673  */
674 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
675 {
676         if (unlikely(nr_running > sched_nr_latency))
677                 return nr_running * sysctl_sched_min_granularity;
678         else
679                 return sysctl_sched_latency;
680 }
681
682 /*
683  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
684  * proportional to the weight.
685  *
686  * s = p*P[w/rw]
687  */
688 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
689 {
690         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
691
692         for_each_sched_entity(se) {
693                 struct load_weight *load;
694                 struct load_weight lw;
695
696                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
697                 load = &cfs_rq->load;
698
699                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
700                         lw = cfs_rq->load;
701
702                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
703                         load = &lw;
704                 }
705                 slice = __calc_delta(slice, se->load.weight, load);
706         }
707         return slice;
708 }
709
710 /*
711  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
712  *
713  * vs = s/w
714  */
715 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
716 {
717         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
718 }
719
720 #ifdef CONFIG_SMP
721
722 #include "sched-pelt.h"
723
724 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev_cpu, int cpu);
725 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
726
727 /* Give new sched_entity start runnable values to heavy its load in infant time */
728 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
729 {
730         struct sched_avg *sa = &se->avg;
731
732         sa->last_update_time = 0;
733         /*
734          * sched_avg's period_contrib should be strictly less then 1024, so
735          * we give it 1023 to make sure it is almost a period (1024us), and
736          * will definitely be update (after enqueue).
737          */
738         sa->period_contrib = 1023;
739         /*
740          * Tasks are intialized with full load to be seen as heavy tasks until
741          * they get a chance to stabilize to their real load level.
742          * Group entities are intialized with zero load to reflect the fact that
743          * nothing has been attached to the task group yet.
744          */
745         if (entity_is_task(se))
746                 sa->load_avg = scale_load_down(se->load.weight);
747         sa->load_sum = sa->load_avg * LOAD_AVG_MAX;
748         /*
749          * At this point, util_avg won't be used in select_task_rq_fair anyway
750          */
751         sa->util_avg = 0;
752         sa->util_sum = 0;
753         /* when this task enqueue'ed, it will contribute to its cfs_rq's load_avg */
754 }
755
756 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
757 static void attach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se);
758
759 /*
760  * With new tasks being created, their initial util_avgs are extrapolated
761  * based on the cfs_rq's current util_avg:
762  *
763  *   util_avg = cfs_rq->util_avg / (cfs_rq->load_avg + 1) * se.load.weight
764  *
765  * However, in many cases, the above util_avg does not give a desired
766  * value. Moreover, the sum of the util_avgs may be divergent, such
767  * as when the series is a harmonic series.
768  *
769  * To solve this problem, we also cap the util_avg of successive tasks to
770  * only 1/2 of the left utilization budget:
771  *
772  *   util_avg_cap = (1024 - cfs_rq->avg.util_avg) / 2^n
773  *
774  * where n denotes the nth task.
775  *
776  * For example, a simplest series from the beginning would be like:
777  *
778  *  task  util_avg: 512, 256, 128,  64,  32,   16,    8, ...
779  * cfs_rq util_avg: 512, 768, 896, 960, 992, 1008, 1016, ...
780  *
781  * Finally, that extrapolated util_avg is clamped to the cap (util_avg_cap)
782  * if util_avg > util_avg_cap.
783  */
784 void post_init_entity_util_avg(struct sched_entity *se)
785 {
786         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
787         struct sched_avg *sa = &se->avg;
788         long cap = (long)(SCHED_CAPACITY_SCALE - cfs_rq->avg.util_avg) / 2;
789
790         if (cap > 0) {
791                 if (cfs_rq->avg.util_avg != 0) {
792                         sa->util_avg  = cfs_rq->avg.util_avg * se->load.weight;
793                         sa->util_avg /= (cfs_rq->avg.load_avg + 1);
794
795                         if (sa->util_avg > cap)
796                                 sa->util_avg = cap;
797                 } else {
798                         sa->util_avg = cap;
799                 }
800                 sa->util_sum = sa->util_avg * LOAD_AVG_MAX;
801         }
802
803         if (entity_is_task(se)) {
804                 struct task_struct *p = task_of(se);
805                 if (p->sched_class != &fair_sched_class) {
806                         /*
807                          * For !fair tasks do:
808                          *
809                         update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq, false);
810                         attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
811                         switched_from_fair(rq, p);
812                          *
813                          * such that the next switched_to_fair() has the
814                          * expected state.
815                          */
816                         se->avg.last_update_time = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
817                         return;
818                 }
819         }
820
821         attach_entity_cfs_rq(se);
822 }
823
824 #else /* !CONFIG_SMP */
825 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
826 {
827 }
828 void post_init_entity_util_avg(struct sched_entity *se)
829 {
830 }
831 static void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force)
832 {
833 }
834 #endif /* CONFIG_SMP */
835
836 /*
837  * Update the current task's runtime statistics.
838  */
839 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
840 {
841         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
842         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
843         u64 delta_exec;
844
845         if (unlikely(!curr))
846                 return;
847
848         delta_exec = now - curr->exec_start;
849         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
850                 return;
851
852         curr->exec_start = now;
853
854         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
855                       max(delta_exec, curr->statistics.exec_max));
856
857         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
858         schedstat_add(cfs_rq->exec_clock, delta_exec);
859
860         curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
861         update_min_vruntime(cfs_rq);
862
863         if (entity_is_task(curr)) {
864                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
865
866                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
867                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
868                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
869         }
870
871         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
872 }
873
874 static void update_curr_fair(struct rq *rq)
875 {
876         update_curr(cfs_rq_of(&rq->curr->se));
877 }
878
879 static inline void
880 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
881 {
882         u64 wait_start, prev_wait_start;
883
884         if (!schedstat_enabled())
885                 return;
886
887         wait_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
888         prev_wait_start = schedstat_val(se->statistics.wait_start);
889
890         if (entity_is_task(se) && task_on_rq_migrating(task_of(se)) &&
891             likely(wait_start > prev_wait_start))
892                 wait_start -= prev_wait_start;
893
894         schedstat_set(se->statistics.wait_start, wait_start);
895 }
896
897 static inline void
898 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
899 {
900         struct task_struct *p;
901         u64 delta;
902
903         if (!schedstat_enabled())
904                 return;
905
906         delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - schedstat_val(se->statistics.wait_start);
907
908         if (entity_is_task(se)) {
909                 p = task_of(se);
910                 if (task_on_rq_migrating(p)) {
911                         /*
912                          * Preserve migrating task's wait time so wait_start
913                          * time stamp can be adjusted to accumulate wait time
914                          * prior to migration.
915                          */
916                         schedstat_set(se->statistics.wait_start, delta);
917                         return;
918                 }
919                 trace_sched_stat_wait(p, delta);
920         }
921
922         schedstat_set(se->statistics.wait_max,
923                       max(schedstat_val(se->statistics.wait_max), delta));
924         schedstat_inc(se->statistics.wait_count);
925         schedstat_add(se->statistics.wait_sum, delta);
926         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
927 }
928
929 static inline void
930 update_stats_enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
931 {
932         struct task_struct *tsk = NULL;
933         u64 sleep_start, block_start;
934
935         if (!schedstat_enabled())
936                 return;
937
938         sleep_start = schedstat_val(se->statistics.sleep_start);
939         block_start = schedstat_val(se->statistics.block_start);
940
941         if (entity_is_task(se))
942                 tsk = task_of(se);
943
944         if (sleep_start) {
945                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - sleep_start;
946
947                 if ((s64)delta < 0)
948                         delta = 0;
949
950                 if (unlikely(delta > schedstat_val(se->statistics.sleep_max)))
951                         schedstat_set(se->statistics.sleep_max, delta);
952
953                 schedstat_set(se->statistics.sleep_start, 0);
954                 schedstat_add(se->statistics.sum_sleep_runtime, delta);
955
956                 if (tsk) {
957                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
958                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
959                 }
960         }
961         if (block_start) {
962                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - block_start;
963
964                 if ((s64)delta < 0)
965                         delta = 0;
966
967                 if (unlikely(delta > schedstat_val(se->statistics.block_max)))
968                         schedstat_set(se->statistics.block_max, delta);
969
970                 schedstat_set(se->statistics.block_start, 0);
971                 schedstat_add(se->statistics.sum_sleep_runtime, delta);
972
973                 if (tsk) {
974                         if (tsk->in_iowait) {
975                                 schedstat_add(se->statistics.iowait_sum, delta);
976                                 schedstat_inc(se->statistics.iowait_count);
977                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
978                         }
979
980                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
981
982                         /*
983                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
984                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
985                          * amount of time that the task spent sleeping:
986                          */
987                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
988                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
989                                                 (void *)get_wchan(tsk),
990                                                 delta >> 20);
991                         }
992                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
993                 }
994         }
995 }
996
997 /*
998  * Task is being enqueued - update stats:
999  */
1000 static inline void
1001 update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1002 {
1003         if (!schedstat_enabled())
1004                 return;
1005
1006         /*
1007          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
1008          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
1009          */
1010         if (se != cfs_rq->curr)
1011                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
1012
1013         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
1014                 update_stats_enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
1015 }
1016
1017 static inline void
1018 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1019 {
1020
1021         if (!schedstat_enabled())
1022                 return;
1023
1024         /*
1025          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
1026          * waiting task:
1027          */
1028         if (se != cfs_rq->curr)
1029                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
1030
1031         if ((flags & DEQUEUE_SLEEP) && entity_is_task(se)) {
1032                 struct task_struct *tsk = task_of(se);
1033
1034                 if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
1035                         schedstat_set(se->statistics.sleep_start,
1036                                       rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
1037                 if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
1038                         schedstat_set(se->statistics.block_start,
1039                                       rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
1040         }
1041 }
1042
1043 /*
1044  * We are picking a new current task - update its stats:
1045  */
1046 static inline void
1047 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1048 {
1049         /*
1050          * We are starting a new run period:
1051          */
1052         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
1053 }
1054
1055 /**************************************************
1056  * Scheduling class queueing methods:
1057  */
1058
1059 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1060 /*
1061  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
1062  * calculated based on the tasks virtual memory size and
1063  * numa_balancing_scan_size.
1064  */
1065 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
1066 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
1067
1068 /* Portion of address space to scan in MB */
1069 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
1070
1071 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
1072 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
1073
1074 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
1075 {
1076         unsigned long rss = 0;
1077         unsigned long nr_scan_pages;
1078
1079         /*
1080          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
1081          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
1082          * on resident pages
1083          */
1084         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
1085         rss = get_mm_rss(p->mm);
1086         if (!rss)
1087                 rss = nr_scan_pages;
1088
1089         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
1090         return rss / nr_scan_pages;
1091 }
1092
1093 /* For sanitys sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
1094 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
1095
1096 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
1097 {
1098         unsigned int scan_size = READ_ONCE(sysctl_numa_balancing_scan_size);
1099         unsigned int scan, floor;
1100         unsigned int windows = 1;
1101
1102         if (scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
1103                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / scan_size;
1104         floor = 1000 / windows;
1105
1106         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
1107         return max_t(unsigned int, floor, scan);
1108 }
1109
1110 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
1111 {
1112         unsigned int smin = task_scan_min(p);
1113         unsigned int smax;
1114
1115         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
1116         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
1117         return max(smin, smax);
1118 }
1119
1120 static void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1121 {
1122         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != -1);
1123         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1124 }
1125
1126 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1127 {
1128         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != -1);
1129         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1130 }
1131
1132 struct numa_group {
1133         atomic_t refcount;
1134
1135         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
1136         int nr_tasks;
1137         pid_t gid;
1138         int active_nodes;
1139
1140         struct rcu_head rcu;
1141         unsigned long total_faults;
1142         unsigned long max_faults_cpu;
1143         /*
1144          * Faults_cpu is used to decide whether memory should move
1145          * towards the CPU. As a consequence, these stats are weighted
1146          * more by CPU use than by memory faults.
1147          */
1148         unsigned long *faults_cpu;
1149         unsigned long faults[0];
1150 };
1151
1152 /* Shared or private faults. */
1153 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES 2
1154
1155 /* Memory and CPU locality */
1156 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS (NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * 2)
1157
1158 /* Averaged statistics, and temporary buffers. */
1159 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS (NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * 2)
1160
1161 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
1162 {
1163         return p->numa_group ? p->numa_group->gid : 0;
1164 }
1165
1166 /*
1167  * The averaged statistics, shared & private, memory & cpu,
1168  * occupy the first half of the array. The second half of the
1169  * array is for current counters, which are averaged into the
1170  * first set by task_numa_placement.
1171  */
1172 static inline int task_faults_idx(enum numa_faults_stats s, int nid, int priv)
1173 {
1174         return NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * (s * nr_node_ids + nid) + priv;
1175 }
1176
1177 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
1178 {
1179         if (!p->numa_faults)
1180                 return 0;
1181
1182         return p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1183                 p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1184 }
1185
1186 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
1187 {
1188         if (!p->numa_group)
1189                 return 0;
1190
1191         return p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1192                 p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1193 }
1194
1195 static inline unsigned long group_faults_cpu(struct numa_group *group, int nid)
1196 {
1197         return group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1198                 group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1199 }
1200
1201 /*
1202  * A node triggering more than 1/3 as many NUMA faults as the maximum is
1203  * considered part of a numa group's pseudo-interleaving set. Migrations
1204  * between these nodes are slowed down, to allow things to settle down.
1205  */
1206 #define ACTIVE_NODE_FRACTION 3
1207
1208 static bool numa_is_active_node(int nid, struct numa_group *ng)
1209 {
1210         return group_faults_cpu(ng, nid) * ACTIVE_NODE_FRACTION > ng->max_faults_cpu;
1211 }
1212
1213 /* Handle placement on systems where not all nodes are directly connected. */
1214 static unsigned long score_nearby_nodes(struct task_struct *p, int nid,
1215                                         int maxdist, bool task)
1216 {
1217         unsigned long score = 0;
1218         int node;
1219
1220         /*
1221          * All nodes are directly connected, and the same distance
1222          * from each other. No need for fancy placement algorithms.
1223          */
1224         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
1225                 return 0;
1226
1227         /*
1228          * This code is called for each node, introducing N^2 complexity,
1229          * which should be ok given the number of nodes rarely exceeds 8.
1230          */
1231         for_each_online_node(node) {
1232                 unsigned long faults;
1233                 int dist = node_distance(nid, node);
1234
1235                 /*
1236                  * The furthest away nodes in the system are not interesting
1237                  * for placement; nid was already counted.
1238                  */
1239                 if (dist == sched_max_numa_distance || node == nid)
1240                         continue;
1241
1242                 /*
1243                  * On systems with a backplane NUMA topology, compare groups
1244                  * of nodes, and move tasks towards the group with the most
1245                  * memory accesses. When comparing two nodes at distance
1246                  * "hoplimit", only nodes closer by than "hoplimit" are part
1247                  * of each group. Skip other nodes.
1248                  */
1249                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1250                                         dist > maxdist)
1251                         continue;
1252
1253                 /* Add up the faults from nearby nodes. */
1254                 if (task)
1255                         faults = task_faults(p, node);
1256                 else
1257                         faults = group_faults(p, node);
1258
1259                 /*
1260                  * On systems with a glueless mesh NUMA topology, there are
1261                  * no fixed "groups of nodes". Instead, nodes that are not
1262                  * directly connected bounce traffic through intermediate
1263                  * nodes; a numa_group can occupy any set of nodes.
1264                  * The further away a node is, the less the faults count.
1265                  * This seems to result in good task placement.
1266                  */
1267                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1268                         faults *= (sched_max_numa_distance - dist);
1269                         faults /= (sched_max_numa_distance - LOCAL_DISTANCE);
1270                 }
1271
1272                 score += faults;
1273         }
1274
1275         return score;
1276 }
1277
1278 /*
1279  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
1280  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
1281  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
1282  * evenly spread out between numa nodes.
1283  */
1284 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid,
1285                                         int dist)
1286 {
1287         unsigned long faults, total_faults;
1288
1289         if (!p->numa_faults)
1290                 return 0;
1291
1292         total_faults = p->total_numa_faults;
1293
1294         if (!total_faults)
1295                 return 0;
1296
1297         faults = task_faults(p, nid);
1298         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, true);
1299
1300         return 1000 * faults / total_faults;
1301 }
1302
1303 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid,
1304                                          int dist)
1305 {
1306         unsigned long faults, total_faults;
1307
1308         if (!p->numa_group)
1309                 return 0;
1310
1311         total_faults = p->numa_group->total_faults;
1312
1313         if (!total_faults)
1314                 return 0;
1315
1316         faults = group_faults(p, nid);
1317         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, false);
1318
1319         return 1000 * faults / total_faults;
1320 }
1321
1322 bool should_numa_migrate_memory(struct task_struct *p, struct page * page,
1323                                 int src_nid, int dst_cpu)
1324 {
1325         struct numa_group *ng = p->numa_group;
1326         int dst_nid = cpu_to_node(dst_cpu);
1327         int last_cpupid, this_cpupid;
1328
1329         this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(dst_cpu, current->pid);
1330
1331         /*
1332          * Multi-stage node selection is used in conjunction with a periodic
1333          * migration fault to build a temporal task<->page relation. By using
1334          * a two-stage filter we remove short/unlikely relations.
1335          *
1336          * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist probability, we can equate
1337          * a task's usage of a particular page (n_p) per total usage of this
1338          * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
1339          *
1340          * Our periodic faults will sample this probability and getting the
1341          * same result twice in a row, given these samples are fully
1342          * independent, is then given by P(n)^2, provided our sample period
1343          * is sufficiently short compared to the usage pattern.
1344          *
1345          * This quadric squishes small probabilities, making it less likely we
1346          * act on an unlikely task<->page relation.
1347          */
1348         last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
1349         if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) &&
1350                                 cpupid_to_nid(last_cpupid) != dst_nid)
1351                 return false;
1352
1353         /* Always allow migrate on private faults */
1354         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
1355                 return true;
1356
1357         /* A shared fault, but p->numa_group has not been set up yet. */
1358         if (!ng)
1359                 return true;
1360
1361         /*
1362          * Destination node is much more heavily used than the source
1363          * node? Allow migration.
1364          */
1365         if (group_faults_cpu(ng, dst_nid) > group_faults_cpu(ng, src_nid) *
1366                                         ACTIVE_NODE_FRACTION)
1367                 return true;
1368
1369         /*
1370          * Distribute memory according to CPU & memory use on each node,
1371          * with 3/4 hysteresis to avoid unnecessary memory migrations:
1372          *
1373          * faults_cpu(dst)   3   faults_cpu(src)
1374          * --------------- * - > ---------------
1375          * faults_mem(dst)   4   faults_mem(src)
1376          */
1377         return group_faults_cpu(ng, dst_nid) * group_faults(p, src_nid) * 3 >
1378                group_faults_cpu(ng, src_nid) * group_faults(p, dst_nid) * 4;
1379 }
1380
1381 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu);
1382 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
1383 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
1384 static unsigned long capacity_of(int cpu);
1385
1386 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
1387 struct numa_stats {
1388         unsigned long nr_running;
1389         unsigned long load;
1390
1391         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
1392         unsigned long compute_capacity;
1393
1394         /* Approximate capacity in terms of runnable tasks on a node */
1395         unsigned long task_capacity;
1396         int has_free_capacity;
1397 };
1398
1399 /*
1400  * XXX borrowed from update_sg_lb_stats
1401  */
1402 static void update_numa_stats(struct numa_stats *ns, int nid)
1403 {
1404         int smt, cpu, cpus = 0;
1405         unsigned long capacity;
1406
1407         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1408         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1409                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1410
1411                 ns->nr_running += rq->nr_running;
1412                 ns->load += weighted_cpuload(cpu);
1413                 ns->compute_capacity += capacity_of(cpu);
1414
1415                 cpus++;
1416         }
1417
1418         /*
1419          * If we raced with hotplug and there are no CPUs left in our mask
1420          * the @ns structure is NULL'ed and task_numa_compare() will
1421          * not find this node attractive.
1422          *
1423          * We'll either bail at !has_free_capacity, or we'll detect a huge
1424          * imbalance and bail there.
1425          */
1426         if (!cpus)
1427                 return;
1428
1429         /* smt := ceil(cpus / capacity), assumes: 1 < smt_power < 2 */
1430         smt = DIV_ROUND_UP(SCHED_CAPACITY_SCALE * cpus, ns->compute_capacity);
1431         capacity = cpus / smt; /* cores */
1432
1433         ns->task_capacity = min_t(unsigned, capacity,
1434                 DIV_ROUND_CLOSEST(ns->compute_capacity, SCHED_CAPACITY_SCALE));
1435         ns->has_free_capacity = (ns->nr_running < ns->task_capacity);
1436 }
1437
1438 struct task_numa_env {
1439         struct task_struct *p;
1440
1441         int src_cpu, src_nid;
1442         int dst_cpu, dst_nid;
1443
1444         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1445
1446         int imbalance_pct;
1447         int dist;
1448
1449         struct task_struct *best_task;
1450         long best_imp;
1451         int best_cpu;
1452 };
1453
1454 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1455                              struct task_struct *p, long imp)
1456 {
1457         if (env->best_task)
1458                 put_task_struct(env->best_task);
1459         if (p)
1460                 get_task_struct(p);
1461
1462         env->best_task = p;
1463         env->best_imp = imp;
1464         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1465 }
1466
1467 static bool load_too_imbalanced(long src_load, long dst_load,
1468                                 struct task_numa_env *env)
1469 {
1470         long imb, old_imb;
1471         long orig_src_load, orig_dst_load;
1472         long src_capacity, dst_capacity;
1473
1474         /*
1475          * The load is corrected for the CPU capacity available on each node.
1476          *
1477          * src_load        dst_load
1478          * ------------ vs ---------
1479          * src_capacity    dst_capacity
1480          */
1481         src_capacity = env->src_stats.compute_capacity;
1482         dst_capacity = env->dst_stats.compute_capacity;
1483
1484         /* We care about the slope of the imbalance, not the direction. */
1485         if (dst_load < src_load)
1486                 swap(dst_load, src_load);
1487
1488         /* Is the difference below the threshold? */
1489         imb = dst_load * src_capacity * 100 -
1490               src_load * dst_capacity * env->imbalance_pct;
1491         if (imb <= 0)
1492                 return false;
1493
1494         /*
1495          * The imbalance is above the allowed threshold.
1496          * Compare it with the old imbalance.
1497          */
1498         orig_src_load = env->src_stats.load;
1499         orig_dst_load = env->dst_stats.load;
1500
1501         if (orig_dst_load < orig_src_load)
1502                 swap(orig_dst_load, orig_src_load);
1503
1504         old_imb = orig_dst_load * src_capacity * 100 -
1505                   orig_src_load * dst_capacity * env->imbalance_pct;
1506
1507         /* Would this change make things worse? */
1508         return (imb > old_imb);
1509 }
1510
1511 /*
1512  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1513  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1514  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1515  * be exchanged with the source task
1516  */
1517 static void task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1518                               long taskimp, long groupimp)
1519 {
1520         struct rq *src_rq = cpu_rq(env->src_cpu);
1521         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1522         struct task_struct *cur;
1523         long src_load, dst_load;
1524         long load;
1525         long imp = env->p->numa_group ? groupimp : taskimp;
1526         long moveimp = imp;
1527         int dist = env->dist;
1528
1529         rcu_read_lock();
1530         cur = task_rcu_dereference(&dst_rq->curr);
1531         if (cur && ((cur->flags & PF_EXITING) || is_idle_task(cur)))
1532                 cur = NULL;
1533
1534         /*
1535          * Because we have preemption enabled we can get migrated around and
1536          * end try selecting ourselves (current == env->p) as a swap candidate.
1537          */
1538         if (cur == env->p)
1539                 goto unlock;
1540
1541         /*
1542          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1543          * source and destination node. Calculate the total differential for
1544          * the source task and potential destination task. The more negative
1545          * the value is, the more rmeote accesses that would be expected to
1546          * be incurred if the tasks were swapped.
1547          */
1548         if (cur) {
1549                 /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu */
1550                 if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, &cur->cpus_allowed))
1551                         goto unlock;
1552
1553                 /*
1554                  * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1555                  * in any group then look only at task weights.
1556                  */
1557                 if (cur->numa_group == env->p->numa_group) {
1558                         imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1559                               task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1560                         /*
1561                          * Add some hysteresis to prevent swapping the
1562                          * tasks within a group over tiny differences.
1563                          */
1564                         if (cur->numa_group)
1565                                 imp -= imp/16;
1566                 } else {
1567                         /*
1568                          * Compare the group weights. If a task is all by
1569                          * itself (not part of a group), use the task weight
1570                          * instead.
1571                          */
1572                         if (cur->numa_group)
1573                                 imp += group_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1574                                        group_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1575                         else
1576                                 imp += task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1577                                        task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1578                 }
1579         }
1580
1581         if (imp <= env->best_imp && moveimp <= env->best_imp)
1582                 goto unlock;
1583
1584         if (!cur) {
1585                 /* Is there capacity at our destination? */
1586                 if (env->src_stats.nr_running <= env->src_stats.task_capacity &&
1587                     !env->dst_stats.has_free_capacity)
1588                         goto unlock;
1589
1590                 goto balance;
1591         }
1592
1593         /* Balance doesn't matter much if we're running a task per cpu */
1594         if (imp > env->best_imp && src_rq->nr_running == 1 &&
1595                         dst_rq->nr_running == 1)
1596                 goto assign;
1597
1598         /*
1599          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1600          */
1601 balance:
1602         load = task_h_load(env->p);
1603         dst_load = env->dst_stats.load + load;
1604         src_load = env->src_stats.load - load;
1605
1606         if (moveimp > imp && moveimp > env->best_imp) {
1607                 /*
1608                  * If the improvement from just moving env->p direction is
1609                  * better than swapping tasks around, check if a move is
1610                  * possible. Store a slightly smaller score than moveimp,
1611                  * so an actually idle CPU will win.
1612                  */
1613                 if (!load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env)) {
1614                         imp = moveimp - 1;
1615                         cur = NULL;
1616                         goto assign;
1617                 }
1618         }
1619
1620         if (imp <= env->best_imp)
1621                 goto unlock;
1622
1623         if (cur) {
1624                 load = task_h_load(cur);
1625                 dst_load -= load;
1626                 src_load += load;
1627         }
1628
1629         if (load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env))
1630                 goto unlock;
1631
1632         /*
1633          * One idle CPU per node is evaluated for a task numa move.
1634          * Call select_idle_sibling to maybe find a better one.
1635          */
1636         if (!cur) {
1637                 /*
1638                  * select_idle_siblings() uses an per-cpu cpumask that
1639                  * can be used from IRQ context.
1640                  */
1641                 local_irq_disable();
1642                 env->dst_cpu = select_idle_sibling(env->p, env->src_cpu,
1643                                                    env->dst_cpu);
1644                 local_irq_enable();
1645         }
1646
1647 assign:
1648         task_numa_assign(env, cur, imp);
1649 unlock:
1650         rcu_read_unlock();
1651 }
1652
1653 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1654                                 long taskimp, long groupimp)
1655 {
1656         int cpu;
1657
1658         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1659                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1660                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, &env->p->cpus_allowed))
1661                         continue;
1662
1663                 env->dst_cpu = cpu;
1664                 task_numa_compare(env, taskimp, groupimp);
1665         }
1666 }
1667
1668 /* Only move tasks to a NUMA node less busy than the current node. */
1669 static bool numa_has_capacity(struct task_numa_env *env)
1670 {
1671         struct numa_stats *src = &env->src_stats;
1672         struct numa_stats *dst = &env->dst_stats;
1673
1674         if (src->has_free_capacity && !dst->has_free_capacity)
1675                 return false;
1676
1677         /*
1678          * Only consider a task move if the source has a higher load
1679          * than the destination, corrected for CPU capacity on each node.
1680          *
1681          *      src->load                dst->load
1682          * --------------------- vs ---------------------
1683          * src->compute_capacity    dst->compute_capacity
1684          */
1685         if (src->load * dst->compute_capacity * env->imbalance_pct >
1686
1687             dst->load * src->compute_capacity * 100)
1688                 return true;
1689
1690         return false;
1691 }
1692
1693 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1694 {
1695         struct task_numa_env env = {
1696                 .p = p,
1697
1698                 .src_cpu = task_cpu(p),
1699                 .src_nid = task_node(p),
1700
1701                 .imbalance_pct = 112,
1702
1703                 .best_task = NULL,
1704                 .best_imp = 0,
1705                 .best_cpu = -1,
1706         };
1707         struct sched_domain *sd;
1708         unsigned long taskweight, groupweight;
1709         int nid, ret, dist;
1710         long taskimp, groupimp;
1711
1712         /*
1713          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1714          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1715          *
1716          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1717          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1718          * to satisfy here.
1719          */
1720         rcu_read_lock();
1721         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1722         if (sd)
1723                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1724         rcu_read_unlock();
1725
1726         /*
1727          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
1728          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
1729          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
1730          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
1731          */
1732         if (unlikely(!sd)) {
1733                 p->numa_preferred_nid = task_node(p);
1734                 return -EINVAL;
1735         }
1736
1737         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
1738         dist = env.dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1739         taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1740         groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1741         update_numa_stats(&env.src_stats, env.src_nid);
1742         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid, dist) - taskweight;
1743         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid, dist) - groupweight;
1744         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1745
1746         /* Try to find a spot on the preferred nid. */
1747         if (numa_has_capacity(&env))
1748                 task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1749
1750         /*
1751          * Look at other nodes in these cases:
1752          * - there is no space available on the preferred_nid
1753          * - the task is part of a numa_group that is interleaved across
1754          *   multiple NUMA nodes; in order to better consolidate the group,
1755          *   we need to check other locations.
1756          */
1757         if (env.best_cpu == -1 || (p->numa_group && p->numa_group->active_nodes > 1)) {
1758                 for_each_online_node(nid) {
1759                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
1760                                 continue;
1761
1762                         dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1763                         if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1764                                                 dist != env.dist) {
1765                                 taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1766                                 groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1767                         }
1768
1769                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
1770                         taskimp = task_weight(p, nid, dist) - taskweight;
1771                         groupimp = group_weight(p, nid, dist) - groupweight;
1772                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
1773                                 continue;
1774
1775                         env.dist = dist;
1776                         env.dst_nid = nid;
1777                         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1778                         if (numa_has_capacity(&env))
1779                                 task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1780                 }
1781         }
1782
1783         /*
1784          * If the task is part of a workload that spans multiple NUMA nodes,
1785          * and is migrating into one of the workload's active nodes, remember
1786          * this node as the task's preferred numa node, so the workload can
1787          * settle down.
1788          * A task that migrated to a second choice node will be better off
1789          * trying for a better one later. Do not set the preferred node here.
1790          */
1791         if (p->numa_group) {
1792                 struct numa_group *ng = p->numa_group;
1793
1794                 if (env.best_cpu == -1)
1795                         nid = env.src_nid;
1796                 else
1797                         nid = env.dst_nid;
1798
1799                 if (ng->active_nodes > 1 && numa_is_active_node(env.dst_nid, ng))
1800                         sched_setnuma(p, env.dst_nid);
1801         }
1802
1803         /* No better CPU than the current one was found. */
1804         if (env.best_cpu == -1)
1805                 return -EAGAIN;
1806
1807         /*
1808          * Reset the scan period if the task is being rescheduled on an
1809          * alternative node to recheck if the tasks is now properly placed.
1810          */
1811         p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1812
1813         if (env.best_task == NULL) {
1814                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
1815                 if (ret != 0)
1816                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_cpu);
1817                 return ret;
1818         }
1819
1820         ret = migrate_swap(p, env.best_task);
1821         if (ret != 0)
1822                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, task_cpu(env.best_task));
1823         put_task_struct(env.best_task);
1824         return ret;
1825 }
1826
1827 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
1828 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
1829 {
1830         unsigned long interval = HZ;
1831
1832         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
1833         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == -1 || !p->numa_faults))
1834                 return;
1835
1836         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
1837         interval = min(interval, msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period) / 16);
1838         p->numa_migrate_retry = jiffies + interval;
1839
1840         /* Success if task is already running on preferred CPU */
1841         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
1842                 return;
1843
1844         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
1845         task_numa_migrate(p);
1846 }
1847
1848 /*
1849  * Find out how many nodes on the workload is actively running on. Do this by
1850  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
1851  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
1852  * located.
1853  */
1854 static void numa_group_count_active_nodes(struct numa_group *numa_group)
1855 {
1856         unsigned long faults, max_faults = 0;
1857         int nid, active_nodes = 0;
1858
1859         for_each_online_node(nid) {
1860                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1861                 if (faults > max_faults)
1862                         max_faults = faults;
1863         }
1864
1865         for_each_online_node(nid) {
1866                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1867                 if (faults * ACTIVE_NODE_FRACTION > max_faults)
1868                         active_nodes++;
1869         }
1870
1871         numa_group->max_faults_cpu = max_faults;
1872         numa_group->active_nodes = active_nodes;
1873 }
1874
1875 /*
1876  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
1877  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
1878  * period will be for the next scan window. If local/(local+remote) ratio is
1879  * below NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS)
1880  * the scan period will decrease. Aim for 70% local accesses.
1881  */
1882 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
1883 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 7
1884
1885 /*
1886  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
1887  * our memory is already on our local node, or if the majority of
1888  * the page accesses are shared with other processes.
1889  * Otherwise, decrease the scan period.
1890  */
1891 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
1892                         unsigned long shared, unsigned long private)
1893 {
1894         unsigned int period_slot;
1895         int ratio;
1896         int diff;
1897
1898         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
1899         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
1900
1901         /*
1902          * If there were no record hinting faults then either the task is
1903          * completely idle or all activity is areas that are not of interest
1904          * to automatic numa balancing. Related to that, if there were failed
1905          * migration then it implies we are migrating too quickly or the local
1906          * node is overloaded. In either case, scan slower
1907          */
1908         if (local + shared == 0 || p->numa_faults_locality[2]) {
1909                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1910                         p->numa_scan_period << 1);
1911
1912                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
1913                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1914
1915                 return;
1916         }
1917
1918         /*
1919          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
1920          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
1921          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
1922          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
1923          */
1924         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
1925         ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
1926         if (ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
1927                 int slot = ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
1928                 if (!slot)
1929                         slot = 1;
1930                 diff = slot * period_slot;
1931         } else {
1932                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
1933
1934                 /*
1935                  * Scale scan rate increases based on sharing. There is an
1936                  * inverse relationship between the degree of sharing and
1937                  * the adjustment made to the scanning period. Broadly
1938                  * speaking the intent is that there is little point
1939                  * scanning faster if shared accesses dominate as it may
1940                  * simply bounce migrations uselessly
1941                  */
1942                 ratio = DIV_ROUND_UP(private * NUMA_PERIOD_SLOTS, (private + shared + 1));
1943                 diff = (diff * ratio) / NUMA_PERIOD_SLOTS;
1944         }
1945
1946         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
1947                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
1948         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
1949 }
1950
1951 /*
1952  * Get the fraction of time the task has been running since the last
1953  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
1954  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
1955  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
1956  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
1957  */
1958 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
1959 {
1960         u64 runtime, delta, now;
1961         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
1962         now = p->se.exec_start;
1963         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1964
1965         if (p->last_task_numa_placement) {
1966                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
1967                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
1968         } else {
1969                 delta = p->se.avg.load_sum / p->se.load.weight;
1970                 *period = LOAD_AVG_MAX;
1971         }
1972
1973         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
1974         p->last_task_numa_placement = now;
1975
1976         return delta;
1977 }
1978
1979 /*
1980  * Determine the preferred nid for a task in a numa_group. This needs to
1981  * be done in a way that produces consistent results with group_weight,
1982  * otherwise workloads might not converge.
1983  */
1984 static int preferred_group_nid(struct task_struct *p, int nid)
1985 {
1986         nodemask_t nodes;
1987         int dist;
1988
1989         /* Direct connections between all NUMA nodes. */
1990         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
1991                 return nid;
1992
1993         /*
1994          * On a system with glueless mesh NUMA topology, group_weight
1995          * scores nodes according to the number of NUMA hinting faults on
1996          * both the node itself, and on nearby nodes.
1997          */
1998         if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1999                 unsigned long score, max_score = 0;
2000                 int node, max_node = nid;
2001
2002                 dist = sched_max_numa_distance;
2003
2004                 for_each_online_node(node) {
2005                         score = group_weight(p, node, dist);
2006                         if (score > max_score) {
2007                                 max_score = score;
2008                                 max_node = node;
2009                         }
2010                 }
2011                 return max_node;
2012         }
2013
2014         /*
2015          * Finding the preferred nid in a system with NUMA backplane
2016          * interconnect topology is more involved. The goal is to locate
2017          * tasks from numa_groups near each other in the system, and
2018          * untangle workloads from different sides of the system. This requires
2019          * searching down the hierarchy of node groups, recursively searching
2020          * inside the highest scoring group of nodes. The nodemask tricks
2021          * keep the complexity of the search down.
2022          */
2023         nodes = node_online_map;
2024         for (dist = sched_max_numa_distance; dist > LOCAL_DISTANCE; dist--) {
2025                 unsigned long max_faults = 0;
2026                 nodemask_t max_group = NODE_MASK_NONE;
2027                 int a, b;
2028
2029                 /* Are there nodes at this distance from each other? */
2030                 if (!find_numa_distance(dist))
2031                         continue;
2032
2033                 for_each_node_mask(a, nodes) {
2034                         unsigned long faults = 0;
2035                         nodemask_t this_group;
2036                         nodes_clear(this_group);
2037
2038                         /* Sum group's NUMA faults; includes a==b case. */
2039                         for_each_node_mask(b, nodes) {
2040                                 if (node_distance(a, b) < dist) {
2041                                         faults += group_faults(p, b);
2042                                         node_set(b, this_group);
2043                                         node_clear(b, nodes);
2044                                 }
2045                         }
2046
2047                         /* Remember the top group. */
2048                         if (faults > max_faults) {
2049                                 max_faults = faults;
2050                                 max_group = this_group;
2051                                 /*
2052                                  * subtle: at the smallest distance there is
2053                                  * just one node left in each "group", the
2054                                  * winner is the preferred nid.
2055                                  */
2056                                 nid = a;
2057                         }
2058                 }
2059                 /* Next round, evaluate the nodes within max_group. */
2060                 if (!max_faults)
2061                         break;
2062                 nodes = max_group;
2063         }
2064         return nid;
2065 }
2066
2067 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
2068 {
2069         int seq, nid, max_nid = -1, max_group_nid = -1;
2070         unsigned long max_faults = 0, max_group_faults = 0;
2071         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
2072         unsigned long total_faults;
2073         u64 runtime, period;
2074         spinlock_t *group_lock = NULL;
2075
2076         /*
2077          * The p->mm->numa_scan_seq field gets updated without
2078          * exclusive access. Use READ_ONCE() here to ensure
2079          * that the field is read in a single access:
2080          */
2081         seq = READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
2082         if (p->numa_scan_seq == seq)
2083                 return;
2084         p->numa_scan_seq = seq;
2085         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2086
2087         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
2088                        p->numa_faults_locality[1];
2089         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
2090
2091         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
2092         if (p->numa_group) {
2093                 group_lock = &p->numa_group->lock;
2094                 spin_lock_irq(group_lock);
2095         }
2096
2097         /* Find the node with the highest number of faults */
2098         for_each_online_node(nid) {
2099                 /* Keep track of the offsets in numa_faults array */
2100                 int mem_idx, membuf_idx, cpu_idx, cpubuf_idx;
2101                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
2102                 int priv;
2103
2104                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
2105                         long diff, f_diff, f_weight;
2106
2107                         mem_idx = task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, priv);
2108                         membuf_idx = task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, nid, priv);
2109                         cpu_idx = task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, priv);
2110                         cpubuf_idx = task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, nid, priv);
2111
2112                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
2113                         diff = p->numa_faults[membuf_idx] - p->numa_faults[mem_idx] / 2;
2114                         fault_types[priv] += p->numa_faults[membuf_idx];
2115                         p->numa_faults[membuf_idx] = 0;
2116
2117                         /*
2118                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
2119                          * count according to CPU use, instead of by the raw
2120                          * number of faults. Tasks with little runtime have
2121                          * little over-all impact on throughput, and thus their
2122                          * faults are less important.
2123                          */
2124                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
2125                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults[cpubuf_idx]) /
2126                                    (total_faults + 1);
2127                         f_diff = f_weight - p->numa_faults[cpu_idx] / 2;
2128                         p->numa_faults[cpubuf_idx] = 0;
2129
2130                         p->numa_faults[mem_idx] += diff;
2131                         p->numa_faults[cpu_idx] += f_diff;
2132                         faults += p->numa_faults[mem_idx];
2133                         p->total_numa_faults += diff;
2134                         if (p->numa_group) {
2135                                 /*
2136                                  * safe because we can only change our own group
2137                                  *
2138                                  * mem_idx represents the offset for a given
2139                                  * nid and priv in a specific region because it
2140                                  * is at the beginning of the numa_faults array.
2141                                  */
2142                                 p->numa_group->faults[mem_idx] += diff;
2143                                 p->numa_group->faults_cpu[mem_idx] += f_diff;
2144                                 p->numa_group->total_faults += diff;
2145                                 group_faults += p->numa_group->faults[mem_idx];
2146                         }
2147                 }
2148
2149                 if (faults > max_faults) {
2150                         max_faults = faults;
2151                         max_nid = nid;
2152                 }
2153
2154                 if (group_faults > max_group_faults) {
2155                         max_group_faults = group_faults;
2156                         max_group_nid = nid;
2157                 }
2158         }
2159
2160         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
2161
2162         if (p->numa_group) {
2163                 numa_group_count_active_nodes(p->numa_group);
2164                 spin_unlock_irq(group_lock);
2165                 max_nid = preferred_group_nid(p, max_group_nid);
2166         }
2167
2168         if (max_faults) {
2169                 /* Set the new preferred node */
2170                 if (max_nid != p->numa_preferred_nid)
2171                         sched_setnuma(p, max_nid);
2172
2173                 if (task_node(p) != p->numa_preferred_nid)
2174                         numa_migrate_preferred(p);
2175         }
2176 }
2177
2178 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
2179 {
2180         return atomic_inc_not_zero(&grp->refcount);
2181 }
2182
2183 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
2184 {
2185         if (atomic_dec_and_test(&grp->refcount))
2186                 kfree_rcu(grp, rcu);
2187 }
2188
2189 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
2190                         int *priv)
2191 {
2192         struct numa_group *grp, *my_grp;
2193         struct task_struct *tsk;
2194         bool join = false;
2195         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
2196         int i;
2197
2198         if (unlikely(!p->numa_group)) {
2199                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
2200                                     4*nr_node_ids*sizeof(unsigned long);
2201
2202                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
2203                 if (!grp)
2204                         return;
2205
2206                 atomic_set(&grp->refcount, 1);
2207                 grp->active_nodes = 1;
2208                 grp->max_faults_cpu = 0;
2209                 spin_lock_init(&grp->lock);
2210                 grp->gid = p->pid;
2211                 /* Second half of the array tracks nids where faults happen */
2212                 grp->faults_cpu = grp->faults + NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES *
2213                                                 nr_node_ids;
2214
2215                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2216                         grp->faults[i] = p->numa_faults[i];
2217
2218                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
2219
2220                 grp->nr_tasks++;
2221                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2222         }
2223
2224         rcu_read_lock();
2225         tsk = READ_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
2226
2227         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
2228                 goto no_join;
2229
2230         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
2231         if (!grp)
2232                 goto no_join;
2233
2234         my_grp = p->numa_group;
2235         if (grp == my_grp)
2236                 goto no_join;
2237
2238         /*
2239          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
2240          * the other task will join us.
2241          */
2242         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
2243                 goto no_join;
2244
2245         /*
2246          * Tie-break on the grp address.
2247          */
2248         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
2249                 goto no_join;
2250
2251         /* Always join threads in the same process. */
2252         if (tsk->mm == current->mm)
2253                 join = true;
2254
2255         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
2256         if (flags & TNF_SHARED)
2257                 join = true;
2258
2259         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
2260         *priv = !join;
2261
2262         if (join && !get_numa_group(grp))
2263                 goto no_join;
2264
2265         rcu_read_unlock();
2266
2267         if (!join)
2268                 return;
2269
2270         BUG_ON(irqs_disabled());
2271         double_lock_irq(&my_grp->lock, &grp->lock);
2272
2273         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
2274                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2275                 grp->faults[i] += p->numa_faults[i];
2276         }
2277         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2278         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
2279
2280         my_grp->nr_tasks--;
2281         grp->nr_tasks++;
2282
2283         spin_unlock(&my_grp->lock);
2284         spin_unlock_irq(&grp->lock);
2285
2286         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2287
2288         put_numa_group(my_grp);
2289         return;
2290
2291 no_join:
2292         rcu_read_unlock();
2293         return;
2294 }
2295
2296 void task_numa_free(struct task_struct *p)
2297 {
2298         struct numa_group *grp = p->numa_group;
2299         void *numa_faults = p->numa_faults;
2300         unsigned long flags;
2301         int i;
2302
2303         if (grp) {
2304                 spin_lock_irqsave(&grp->lock, flags);
2305                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2306                         grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2307                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2308
2309                 grp->nr_tasks--;
2310                 spin_unlock_irqrestore(&grp->lock, flags);
2311                 RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2312                 put_numa_group(grp);
2313         }
2314
2315         p->numa_faults = NULL;
2316         kfree(numa_faults);
2317 }
2318
2319 /*
2320  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
2321  */
2322 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
2323 {
2324         struct task_struct *p = current;
2325         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
2326         int cpu_node = task_node(current);
2327         int local = !!(flags & TNF_FAULT_LOCAL);
2328         struct numa_group *ng;
2329         int priv;
2330
2331         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2332                 return;
2333
2334         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
2335         if (!p->mm)
2336                 return;
2337
2338         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
2339         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
2340                 int size = sizeof(*p->numa_faults) *
2341                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
2342
2343                 p->numa_faults = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
2344                 if (!p->numa_faults)
2345                         return;
2346
2347                 p->total_numa_faults = 0;
2348                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2349         }
2350
2351         /*
2352          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
2353          * to be private if the accessing pid has not changed
2354          */
2355         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
2356                 priv = 1;
2357         } else {
2358                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
2359                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
2360                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
2361         }
2362
2363         /*
2364          * If a workload spans multiple NUMA nodes, a shared fault that
2365          * occurs wholly within the set of nodes that the workload is
2366          * actively using should be counted as local. This allows the
2367          * scan rate to slow down when a workload has settled down.
2368          */
2369         ng = p->numa_group;
2370         if (!priv && !local && ng && ng->active_nodes > 1 &&
2371                                 numa_is_active_node(cpu_node, ng) &&
2372                                 numa_is_active_node(mem_node, ng))
2373                 local = 1;
2374
2375         task_numa_placement(p);
2376
2377         /*
2378          * Retry task to preferred node migration periodically, in case it
2379          * case it previously failed, or the scheduler moved us.
2380          */
2381         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry))
2382                 numa_migrate_preferred(p);
2383
2384         if (migrated)
2385                 p->numa_pages_migrated += pages;
2386         if (flags & TNF_MIGRATE_FAIL)
2387                 p->numa_faults_locality[2] += pages;
2388
2389         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, mem_node, priv)] += pages;
2390         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, cpu_node, priv)] += pages;
2391         p->numa_faults_locality[local] += pages;
2392 }
2393
2394 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
2395 {
2396         /*
2397          * We only did a read acquisition of the mmap sem, so
2398          * p->mm->numa_scan_seq is written to without exclusive access
2399          * and the update is not guaranteed to be atomic. That's not
2400          * much of an issue though, since this is just used for
2401          * statistical sampling. Use READ_ONCE/WRITE_ONCE, which are not
2402          * expensive, to avoid any form of compiler optimizations:
2403          */
2404         WRITE_ONCE(p->mm->numa_scan_seq, READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq) + 1);
2405         p->mm->numa_scan_offset = 0;
2406 }
2407
2408 /*
2409  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
2410  * Triggered from task_tick_numa().
2411  */
2412 void task_numa_work(struct callback_head *work)
2413 {
2414         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
2415         struct task_struct *p = current;
2416         struct mm_struct *mm = p->mm;
2417         u64 runtime = p->se.sum_exec_runtime;
2418         struct vm_area_struct *vma;
2419         unsigned long start, end;
2420         unsigned long nr_pte_updates = 0;
2421         long pages, virtpages;
2422
2423         SCHED_WARN_ON(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
2424
2425         work->next = work; /* protect against double add */
2426         /*
2427          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
2428          *
2429          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
2430          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
2431          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
2432          * work.
2433          */
2434         if (p->flags & PF_EXITING)
2435                 return;
2436
2437         if (!mm->numa_next_scan) {
2438                 mm->numa_next_scan = now +
2439                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2440         }
2441
2442         /*
2443          * Enforce maximal scan/migration frequency..
2444          */
2445         migrate = mm->numa_next_scan;
2446         if (time_before(now, migrate))
2447                 return;
2448
2449         if (p->numa_scan_period == 0) {
2450                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2451                 p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
2452         }
2453
2454         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2455         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
2456                 return;
2457
2458         /*
2459          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
2460          * the next time around.
2461          */
2462         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
2463
2464         start = mm->numa_scan_offset;
2465         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
2466         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
2467         virtpages = pages * 8;     /* Scan up to this much virtual space */
2468         if (!pages)
2469                 return;
2470
2471
2472         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))
2473                 return;
2474         vma = find_vma(mm, start);
2475         if (!vma) {
2476                 reset_ptenuma_scan(p);
2477                 start = 0;
2478                 vma = mm->mmap;
2479         }
2480         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
2481                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(vma) ||
2482                         is_vm_hugetlb_page(vma) || (vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP)) {
2483                         continue;
2484                 }
2485
2486                 /*
2487                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
2488                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
2489                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
2490                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
2491                  */
2492                 if (!vma->vm_mm ||
2493                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
2494                         continue;
2495
2496                 /*
2497                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
2498                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
2499                  */
2500                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
2501                         continue;
2502
2503                 do {
2504                         start = max(start, vma->vm_start);
2505                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
2506                         end = min(end, vma->vm_end);
2507                         nr_pte_updates = change_prot_numa(vma, start, end);
2508
2509                         /*
2510                          * Try to scan sysctl_numa_balancing_size worth of
2511                          * hpages that have at least one present PTE that
2512                          * is not already pte-numa. If the VMA contains
2513                          * areas that are unused or already full of prot_numa
2514                          * PTEs, scan up to virtpages, to skip through those
2515                          * areas faster.
2516                          */
2517                         if (nr_pte_updates)
2518                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2519                         virtpages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2520
2521                         start = end;
2522                         if (pages <= 0 || virtpages <= 0)
2523                                 goto out;
2524
2525                         cond_resched();
2526                 } while (end != vma->vm_end);
2527         }
2528
2529 out:
2530         /*
2531          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
2532          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
2533          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
2534          * scanner to the start so check it now.
2535          */
2536         if (vma)
2537                 mm->numa_scan_offset = start;
2538         else
2539                 reset_ptenuma_scan(p);
2540         up_read(&mm->mmap_sem);
2541
2542         /*
2543          * Make sure tasks use at least 32x as much time to run other code
2544          * than they used here, to limit NUMA PTE scanning overhead to 3% max.
2545          * Usually update_task_scan_period slows down scanning enough; on an
2546          * overloaded system we need to limit overhead on a per task basis.
2547          */
2548         if (unlikely(p->se.sum_exec_runtime != runtime)) {
2549                 u64 diff = p->se.sum_exec_runtime - runtime;
2550                 p->node_stamp += 32 * diff;
2551         }
2552 }
2553
2554 /*
2555  * Drive the periodic memory faults..
2556  */
2557 void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2558 {
2559         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
2560         u64 period, now;
2561
2562         /*
2563          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
2564          */
2565         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
2566                 return;
2567
2568         /*
2569          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
2570          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
2571          * task needs to have done some actual work before we bother with
2572          * NUMA placement.
2573          */
2574         now = curr->se.sum_exec_runtime;
2575         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
2576
2577         if (now > curr->node_stamp + period) {
2578                 if (!curr->node_stamp)
2579                         curr->numa_scan_period = task_scan_min(curr);
2580                 curr->node_stamp += period;
2581
2582                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
2583                         init_task_work(work, task_numa_work); /* TODO: move this into sched_fork() */
2584                         task_work_add(curr, work, true);
2585                 }
2586         }
2587 }
2588
2589 /*
2590  * Can a task be moved from prev_cpu to this_cpu without causing a load
2591  * imbalance that would trigger the load balancer?
2592  */
2593 static inline bool numa_wake_affine(struct sched_domain *sd,
2594                                     struct task_struct *p, int this_cpu,
2595                                     int prev_cpu, int sync)
2596 {
2597         struct numa_stats prev_load, this_load;
2598         s64 this_eff_load, prev_eff_load;
2599
2600         update_numa_stats(&prev_load, cpu_to_node(prev_cpu));
2601         update_numa_stats(&this_load, cpu_to_node(this_cpu));
2602
2603         /*
2604          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
2605          * effect of the currently running task from the load
2606          * of the current CPU:
2607          */
2608         if (sync) {
2609                 unsigned long current_load = task_h_load(current);
2610
2611                 if (this_load.load > current_load)
2612                         this_load.load -= current_load;
2613                 else
2614                         this_load.load = 0;
2615         }
2616
2617         /*
2618          * In low-load situations, where this_cpu's node is idle due to the
2619          * sync cause above having dropped this_load.load to 0, move the task.
2620          * Moving to an idle socket will not create a bad imbalance.
2621          *
2622          * Otherwise check if the nodes are near enough in load to allow this
2623          * task to be woken on this_cpu's node.
2624          */
2625         if (this_load.load > 0) {
2626                 unsigned long task_load = task_h_load(p);
2627
2628                 this_eff_load = 100;
2629                 this_eff_load *= prev_load.compute_capacity;
2630
2631                 prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
2632                 prev_eff_load *= this_load.compute_capacity;
2633
2634                 this_eff_load *= this_load.load + task_load;
2635                 prev_eff_load *= prev_load.load - task_load;
2636
2637                 return this_eff_load <= prev_eff_load;
2638         }
2639
2640         return true;
2641 }
2642 #else
2643 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2644 {
2645 }
2646
2647 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2648 {
2649 }
2650
2651 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2652 {
2653 }
2654
2655 #ifdef CONFIG_SMP
2656 static inline bool numa_wake_affine(struct sched_domain *sd,
2657                                     struct task_struct *p, int this_cpu,
2658                                     int prev_cpu, int sync)
2659 {
2660         return true;
2661 }
2662 #endif /* !SMP */
2663 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2664
2665 static void
2666 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2667 {
2668         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2669         if (!parent_entity(se))
2670                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2671 #ifdef CONFIG_SMP
2672         if (entity_is_task(se)) {
2673                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2674
2675                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
2676                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
2677         }
2678 #endif
2679         cfs_rq->nr_running++;
2680 }
2681
2682 static void
2683 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2684 {
2685         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2686         if (!parent_entity(se))
2687                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2688 #ifdef CONFIG_SMP
2689         if (entity_is_task(se)) {
2690                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
2691                 list_del_init(&se->group_node);
2692         }
2693 #endif
2694         cfs_rq->nr_running--;
2695 }
2696
2697 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2698 # ifdef CONFIG_SMP
2699 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2700 {
2701         long tg_weight, load, shares;
2702
2703         /*
2704          * This really should be: cfs_rq->avg.load_avg, but instead we use
2705          * cfs_rq->load.weight, which is its upper bound. This helps ramp up
2706          * the shares for small weight interactive tasks.
2707          */
2708         load = scale_load_down(cfs_rq->load.weight);
2709
2710         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
2711
2712         /* Ensure tg_weight >= load */
2713         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
2714         tg_weight += load;
2715
2716         shares = (tg->shares * load);
2717         if (tg_weight)
2718                 shares /= tg_weight;
2719
2720         /*
2721          * MIN_SHARES has to be unscaled here to support per-CPU partitioning
2722          * of a group with small tg->shares value. It is a floor value which is
2723          * assigned as a minimum load.weight to the sched_entity representing
2724          * the group on a CPU.
2725          *
2726          * E.g. on 64-bit for a group with tg->shares of scale_load(15)=15*1024
2727          * on an 8-core system with 8 tasks each runnable on one CPU shares has
2728          * to be 15*1024*1/8=1920 instead of scale_load(MIN_SHARES)=2*1024. In
2729          * case no task is runnable on a CPU MIN_SHARES=2 should be returned
2730          * instead of 0.
2731          */
2732         if (shares < MIN_SHARES)
2733                 shares = MIN_SHARES;
2734         if (shares > tg->shares)
2735                 shares = tg->shares;
2736
2737         return shares;
2738 }
2739 # else /* CONFIG_SMP */
2740 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2741 {
2742         return tg->shares;
2743 }
2744 # endif /* CONFIG_SMP */
2745
2746 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
2747                             unsigned long weight)
2748 {
2749         if (se->on_rq) {
2750                 /* commit outstanding execution time */
2751                 if (cfs_rq->curr == se)
2752                         update_curr(cfs_rq);
2753                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2754         }
2755
2756         update_load_set(&se->load, weight);
2757
2758         if (se->on_rq)
2759                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2760 }
2761
2762 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
2763
2764 static void update_cfs_shares(struct sched_entity *se)
2765 {
2766         struct cfs_rq *cfs_rq = group_cfs_rq(se);
2767         struct task_group *tg;
2768         long shares;
2769
2770         if (!cfs_rq)
2771                 return;
2772
2773         if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
2774                 return;
2775
2776         tg = cfs_rq->tg;
2777
2778 #ifndef CONFIG_SMP
2779         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
2780                 return;
2781 #endif
2782         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
2783
2784         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
2785 }
2786
2787 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2788 static inline void update_cfs_shares(struct sched_entity *se)
2789 {
2790 }
2791 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2792
2793 #ifdef CONFIG_SMP
2794 /*
2795  * Approximate:
2796  *   val * y^n,    where y^32 ~= 0.5 (~1 scheduling period)
2797  */
2798 static u64 decay_load(u64 val, u64 n)
2799 {
2800         unsigned int local_n;
2801
2802         if (unlikely(n > LOAD_AVG_PERIOD * 63))
2803                 return 0;
2804
2805         /* after bounds checking we can collapse to 32-bit */
2806         local_n = n;
2807
2808         /*
2809          * As y^PERIOD = 1/2, we can combine
2810          *    y^n = 1/2^(n/PERIOD) * y^(n%PERIOD)
2811          * With a look-up table which covers y^n (n<PERIOD)
2812          *
2813          * To achieve constant time decay_load.
2814          */
2815         if (unlikely(local_n >= LOAD_AVG_PERIOD)) {
2816                 val >>= local_n / LOAD_AVG_PERIOD;
2817                 local_n %= LOAD_AVG_PERIOD;
2818         }
2819
2820         val = mul_u64_u32_shr(val, runnable_avg_yN_inv[local_n], 32);
2821         return val;
2822 }
2823
2824 static u32 __accumulate_pelt_segments(u64 periods, u32 d1, u32 d3)
2825 {
2826         u32 c1, c2, c3 = d3; /* y^0 == 1 */
2827
2828         /*
2829          * c1 = d1 y^p
2830          */
2831         c1 = decay_load((u64)d1, periods);
2832
2833         /*
2834          *            p-1
2835          * c2 = 1024 \Sum y^n
2836          *            n=1
2837          *
2838          *              inf        inf
2839          *    = 1024 ( \Sum y^n - \Sum y^n - y^0 )
2840          *              n=0        n=p
2841          */
2842         c2 = LOAD_AVG_MAX - decay_load(LOAD_AVG_MAX, periods) - 1024;
2843
2844         return c1 + c2 + c3;
2845 }
2846
2847 #define cap_scale(v, s) ((v)*(s) >> SCHED_CAPACITY_SHIFT)
2848
2849 /*
2850  * Accumulate the three separate parts of the sum; d1 the remainder
2851  * of the last (incomplete) period, d2 the span of full periods and d3
2852  * the remainder of the (incomplete) current period.
2853  *
2854  *           d1          d2           d3
2855  *           ^           ^            ^
2856  *           |           |            |
2857  *         |<->|<----------------->|<--->|
2858  * ... |---x---|------| ... |------|-----x (now)
2859  *
2860  *                           p-1
2861  * u' = (u + d1) y^p + 1024 \Sum y^n + d3 y^0
2862  *                           n=1
2863  *
2864  *    = u y^p +                                 (Step 1)
2865  *
2866  *                     p-1
2867  *      d1 y^p + 1024 \Sum y^n + d3 y^0         (Step 2)
2868  *                     n=1
2869  */
2870 static __always_inline u32
2871 accumulate_sum(u64 delta, int cpu, struct sched_avg *sa,
2872                unsigned long weight, int running, struct cfs_rq *cfs_rq)
2873 {
2874         unsigned long scale_freq, scale_cpu;
2875         u32 contrib = (u32)delta; /* p == 0 -> delta < 1024 */
2876         u64 periods;
2877
2878         scale_freq = arch_scale_freq_capacity(NULL, cpu);
2879         scale_cpu = arch_scale_cpu_capacity(NULL, cpu);
2880
2881         delta += sa->period_contrib;
2882         periods = delta / 1024; /* A period is 1024us (~1ms) */
2883
2884         /*
2885          * Step 1: decay old *_sum if we crossed period boundaries.
2886          */
2887         if (periods) {
2888                 sa->load_sum = decay_load(sa->load_sum, periods);
2889                 if (cfs_rq) {
2890                         cfs_rq->runnable_load_sum =
2891                                 decay_load(cfs_rq->runnable_load_sum, periods);
2892                 }
2893                 sa->util_sum = decay_load((u64)(sa->util_sum), periods);
2894
2895                 /*
2896                  * Step 2
2897                  */
2898                 delta %= 1024;
2899                 contrib = __accumulate_pelt_segments(periods,
2900                                 1024 - sa->period_contrib, delta);
2901         }
2902         sa->period_contrib = delta;
2903
2904         contrib = cap_scale(contrib, scale_freq);
2905         if (weight) {
2906                 sa->load_sum += weight * contrib;
2907                 if (cfs_rq)
2908                         cfs_rq->runnable_load_sum += weight * contrib;
2909         }
2910         if (running)
2911                 sa->util_sum += contrib * scale_cpu;
2912
2913         return periods;
2914 }
2915
2916 /*
2917  * We can represent the historical contribution to runnable average as the
2918  * coefficients of a geometric series.  To do this we sub-divide our runnable
2919  * history into segments of approximately 1ms (1024us); label the segment that
2920  * occurred N-ms ago p_N, with p_0 corresponding to the current period, e.g.
2921  *
2922  * [<- 1024us ->|<- 1024us ->|<- 1024us ->| ...
2923  *      p0            p1           p2
2924  *     (now)       (~1ms ago)  (~2ms ago)
2925  *
2926  * Let u_i denote the fraction of p_i that the entity was runnable.
2927  *
2928  * We then designate the fractions u_i as our co-efficients, yielding the
2929  * following representation of historical load:
2930  *   u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + u_3*y^3 + ...
2931  *
2932  * We choose y based on the with of a reasonably scheduling period, fixing:
2933  *   y^32 = 0.5
2934  *
2935  * This means that the contribution to load ~32ms ago (u_32) will be weighted
2936  * approximately half as much as the contribution to load within the last ms
2937  * (u_0).
2938  *
2939  * When a period "rolls over" and we have new u_0`, multiplying the previous
2940  * sum again by y is sufficient to update:
2941  *   load_avg = u_0` + y*(u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... )
2942  *            = u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... [re-labeling u_i --> u_{i+1}]
2943  */
2944 static __always_inline int
2945 ___update_load_avg(u64 now, int cpu, struct sched_avg *sa,
2946                   unsigned long weight, int running, struct cfs_rq *cfs_rq)
2947 {
2948         u64 delta;
2949
2950         delta = now - sa->last_update_time;
2951         /*
2952          * This should only happen when time goes backwards, which it
2953          * unfortunately does during sched clock init when we swap over to TSC.
2954          */
2955         if ((s64)delta < 0) {
2956                 sa->last_update_time = now;
2957                 return 0;
2958         }
2959
2960         /*
2961          * Use 1024ns as the unit of measurement since it's a reasonable
2962          * approximation of 1us and fast to compute.
2963          */
2964         delta >>= 10;
2965         if (!delta)
2966                 return 0;
2967
2968         sa->last_update_time += delta << 10;
2969
2970         /*
2971          * Now we know we crossed measurement unit boundaries. The *_avg
2972          * accrues by two steps:
2973          *
2974          * Step 1: accumulate *_sum since last_update_time. If we haven't
2975          * crossed period boundaries, finish.
2976          */
2977         if (!accumulate_sum(delta, cpu, sa, weight, running, cfs_rq))
2978                 return 0;
2979
2980         /*
2981          * Step 2: update *_avg.
2982          */
2983         sa->load_avg = div_u64(sa->load_sum, LOAD_AVG_MAX - 1024 + sa->period_contrib);
2984         if (cfs_rq) {
2985                 cfs_rq->runnable_load_avg =
2986                         div_u64(cfs_rq->runnable_load_sum, LOAD_AVG_MAX - 1024 + sa->period_contrib);
2987         }
2988         sa->util_avg = sa->util_sum / (LOAD_AVG_MAX - 1024 + sa->period_contrib);
2989
2990         return 1;
2991 }
2992
2993 static int
2994 __update_load_avg_blocked_se(u64 now, int cpu, struct sched_entity *se)
2995 {
2996         return ___update_load_avg(now, cpu, &se->avg, 0, 0, NULL);
2997 }
2998
2999 static int
3000 __update_load_avg_se(u64 now, int cpu, struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3001 {
3002         return ___update_load_avg(now, cpu, &se->avg,
3003                                   se->on_rq * scale_load_down(se->load.weight),
3004                                   cfs_rq->curr == se, NULL);
3005 }
3006
3007 static int
3008 __update_load_avg_cfs_rq(u64 now, int cpu, struct cfs_rq *cfs_rq)
3009 {
3010         return ___update_load_avg(now, cpu, &cfs_rq->avg,
3011                         scale_load_down(cfs_rq->load.weight),
3012                         cfs_rq->curr != NULL, cfs_rq);
3013 }
3014
3015 /*
3016  * Signed add and clamp on underflow.
3017  *
3018  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
3019  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
3020  * values.
3021  */
3022 #define add_positive(_ptr, _val) do {                           \
3023         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
3024         typeof(_val) val = (_val);                              \
3025         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
3026                                                                 \
3027         res = var + val;                                        \
3028                                                                 \
3029         if (val < 0 && res > var)                               \
3030                 res = 0;                                        \
3031                                                                 \
3032         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
3033 } while (0)
3034
3035 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3036 /**
3037  * update_tg_load_avg - update the tg's load avg
3038  * @cfs_rq: the cfs_rq whose avg changed
3039  * @force: update regardless of how small the difference
3040  *
3041  * This function 'ensures': tg->load_avg := \Sum tg->cfs_rq[]->avg.load.
3042  * However, because tg->load_avg is a global value there are performance
3043  * considerations.
3044  *
3045  * In order to avoid having to look at the other cfs_rq's, we use a
3046  * differential update where we store the last value we propagated. This in
3047  * turn allows skipping updates if the differential is 'small'.
3048  *
3049  * Updating tg's load_avg is necessary before update_cfs_share().
3050  */
3051 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force)
3052 {
3053         long delta = cfs_rq->avg.load_avg - cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
3054
3055         /*
3056          * No need to update load_avg for root_task_group as it is not used.
3057          */
3058         if (cfs_rq->tg == &root_task_group)
3059                 return;
3060
3061         if (force || abs(delta) > cfs_rq->tg_load_avg_contrib / 64) {
3062                 atomic_long_add(delta, &cfs_rq->tg->load_avg);
3063                 cfs_rq->tg_load_avg_contrib = cfs_rq->avg.load_avg;
3064         }
3065 }
3066
3067 /*
3068  * Called within set_task_rq() right before setting a task's cpu. The
3069  * caller only guarantees p->pi_lock is held; no other assumptions,
3070  * including the state of rq->lock, should be made.
3071  */
3072 void set_task_rq_fair(struct sched_entity *se,
3073                       struct cfs_rq *prev, struct cfs_rq *next)
3074 {
3075         u64 p_last_update_time;
3076         u64 n_last_update_time;
3077
3078         if (!sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD))
3079                 return;
3080
3081         /*
3082          * We are supposed to update the task to "current" time, then its up to
3083          * date and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we have difficulty in
3084          * getting what current time is, so simply throw away the out-of-date
3085          * time. This will result in the wakee task is less decayed, but giving
3086          * the wakee more load sounds not bad.
3087          */
3088         if (!(se->avg.last_update_time && prev))
3089                 return;
3090
3091 #ifndef CONFIG_64BIT
3092         {
3093                 u64 p_last_update_time_copy;
3094                 u64 n_last_update_time_copy;
3095
3096                 do {
3097                         p_last_update_time_copy = prev->load_last_update_time_copy;
3098                         n_last_update_time_copy = next->load_last_update_time_copy;
3099
3100                         smp_rmb();
3101
3102                         p_last_update_time = prev->avg.last_update_time;
3103                         n_last_update_time = next->avg.last_update_time;
3104
3105                 } while (p_last_update_time != p_last_update_time_copy ||
3106                          n_last_update_time != n_last_update_time_copy);
3107         }
3108 #else
3109         p_last_update_time = prev->avg.last_update_time;
3110         n_last_update_time = next->avg.last_update_time;
3111 #endif
3112         __update_load_avg_blocked_se(p_last_update_time, cpu_of(rq_of(prev)), se);
3113         se->avg.last_update_time = n_last_update_time;
3114 }
3115
3116 /* Take into account change of utilization of a child task group */
3117 static inline void
3118 update_tg_cfs_util(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3119 {
3120         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3121         long delta = gcfs_rq->avg.util_avg - se->avg.util_avg;
3122
3123         /* Nothing to update */
3124         if (!delta)
3125                 return;
3126
3127         /* Set new sched_entity's utilization */
3128         se->avg.util_avg = gcfs_rq->avg.util_avg;
3129         se->avg.util_sum = se->avg.util_avg * LOAD_AVG_MAX;
3130
3131         /* Update parent cfs_rq utilization */
3132         add_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, delta);
3133         cfs_rq->avg.util_sum = cfs_rq->avg.util_avg * LOAD_AVG_MAX;
3134 }
3135
3136 /* Take into account change of load of a child task group */
3137 static inline void
3138 update_tg_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3139 {
3140         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3141         long delta, load = gcfs_rq->avg.load_avg;
3142
3143         /*
3144          * If the load of group cfs_rq is null, the load of the
3145          * sched_entity will also be null so we can skip the formula
3146          */
3147         if (load) {
3148                 long tg_load;
3149
3150                 /* Get tg's load and ensure tg_load > 0 */
3151                 tg_load = atomic_long_read(&gcfs_rq->tg->load_avg) + 1;
3152
3153                 /* Ensure tg_load >= load and updated with current load*/
3154                 tg_load -= gcfs_rq->tg_load_avg_contrib;
3155                 tg_load += load;
3156
3157                 /*
3158                  * We need to compute a correction term in the case that the
3159                  * task group is consuming more CPU than a task of equal
3160                  * weight. A task with a weight equals to tg->shares will have
3161                  * a load less or equal to scale_load_down(tg->shares).
3162                  * Similarly, the sched_entities that represent the task group
3163                  * at parent level, can't have a load higher than
3164                  * scale_load_down(tg->shares). And the Sum of sched_entities'
3165                  * load must be <= scale_load_down(tg->shares).
3166                  */
3167                 if (tg_load > scale_load_down(gcfs_rq->tg->shares)) {
3168                         /* scale gcfs_rq's load into tg's shares*/
3169                         load *= scale_load_down(gcfs_rq->tg->shares);
3170                         load /= tg_load;
3171                 }
3172         }
3173
3174         delta = load - se->avg.load_avg;
3175
3176         /* Nothing to update */
3177         if (!delta)
3178                 return;
3179
3180         /* Set new sched_entity's load */
3181         se->avg.load_avg = load;
3182         se->avg.load_sum = se->avg.load_avg * LOAD_AVG_MAX;
3183
3184         /* Update parent cfs_rq load */
3185         add_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, delta);
3186         cfs_rq->avg.load_sum = cfs_rq->avg.load_avg * LOAD_AVG_MAX;
3187
3188         /*
3189          * If the sched_entity is already enqueued, we also have to update the
3190          * runnable load avg.
3191          */
3192         if (se->on_rq) {
3193                 /* Update parent cfs_rq runnable_load_avg */
3194                 add_positive(&cfs_rq->runnable_load_avg, delta);
3195                 cfs_rq->runnable_load_sum = cfs_rq->runnable_load_avg * LOAD_AVG_MAX;
3196         }
3197 }
3198
3199 static inline void set_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq)
3200 {
3201         cfs_rq->propagate_avg = 1;
3202 }
3203
3204 static inline int test_and_clear_tg_cfs_propagate(struct sched_entity *se)
3205 {
3206         struct cfs_rq *cfs_rq = group_cfs_rq(se);
3207
3208         if (!cfs_rq->propagate_avg)
3209                 return 0;
3210
3211         cfs_rq->propagate_avg = 0;
3212         return 1;
3213 }
3214
3215 /* Update task and its cfs_rq load average */
3216 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3217 {
3218         struct cfs_rq *cfs_rq;
3219
3220         if (entity_is_task(se))
3221                 return 0;
3222
3223         if (!test_and_clear_tg_cfs_propagate(se))
3224                 return 0;
3225
3226         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3227
3228         set_tg_cfs_propagate(cfs_rq);
3229
3230         update_tg_cfs_util(cfs_rq, se);
3231         update_tg_cfs_load(cfs_rq, se);
3232
3233         return 1;
3234 }
3235
3236 /*
3237  * Check if we need to update the load and the utilization of a blocked
3238  * group_entity:
3239  */
3240 static inline bool skip_blocked_update(struct sched_entity *se)
3241 {
3242         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3243
3244         /*
3245          * If sched_entity still have not zero load or utilization, we have to
3246          * decay it:
3247          */
3248         if (se->avg.load_avg || se->avg.util_avg)
3249                 return false;
3250
3251         /*
3252          * If there is a pending propagation, we have to update the load and
3253          * the utilization of the sched_entity:
3254          */
3255         if (gcfs_rq->propagate_avg)
3256                 return false;
3257
3258         /*
3259          * Otherwise, the load and the utilization of the sched_entity is
3260          * already zero and there is no pending propagation, so it will be a
3261          * waste of time to try to decay it:
3262          */
3263         return true;
3264 }
3265
3266 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3267
3268 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force) {}
3269
3270 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3271 {
3272         return 0;
3273 }
3274
3275 static inline void set_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3276
3277 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3278
3279 static inline void cfs_rq_util_change(struct cfs_rq *cfs_rq)
3280 {
3281         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3282
3283         if (&rq->cfs == cfs_rq) {
3284                 /*
3285                  * There are a few boundary cases this might miss but it should
3286                  * get called often enough that that should (hopefully) not be
3287                  * a real problem -- added to that it only calls on the local
3288                  * CPU, so if we enqueue remotely we'll miss an update, but
3289                  * the next tick/schedule should update.
3290                  *
3291                  * It will not get called when we go idle, because the idle
3292                  * thread is a different class (!fair), nor will the utilization
3293                  * number include things like RT tasks.
3294                  *
3295                  * As is, the util number is not freq-invariant (we'd have to
3296                  * implement arch_scale_freq_capacity() for that).
3297                  *
3298                  * See cpu_util().
3299                  */
3300                 cpufreq_update_util(rq, 0);
3301         }
3302 }
3303
3304 /*
3305  * Unsigned subtract and clamp on underflow.
3306  *
3307  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
3308  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
3309  * values.
3310  */
3311 #define sub_positive(_ptr, _val) do {                           \
3312         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
3313         typeof(*ptr) val = (_val);                              \
3314         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
3315         res = var - val;                                        \
3316         if (res > var)                                          \
3317                 res = 0;                                        \
3318         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
3319 } while (0)
3320
3321 /**
3322  * update_cfs_rq_load_avg - update the cfs_rq's load/util averages
3323  * @now: current time, as per cfs_rq_clock_task()
3324  * @cfs_rq: cfs_rq to update
3325  * @update_freq: should we call cfs_rq_util_change() or will the call do so
3326  *
3327  * The cfs_rq avg is the direct sum of all its entities (blocked and runnable)
3328  * avg. The immediate corollary is that all (fair) tasks must be attached, see
3329  * post_init_entity_util_avg().
3330  *
3331  * cfs_rq->avg is used for task_h_load() and update_cfs_share() for example.
3332  *
3333  * Returns true if the load decayed or we removed load.
3334  *
3335  * Since both these conditions indicate a changed cfs_rq->avg.load we should
3336  * call update_tg_load_avg() when this function returns true.
3337  */
3338 static inline int
3339 update_cfs_rq_load_avg(u64 now, struct cfs_rq *cfs_rq, bool update_freq)
3340 {
3341         struct sched_avg *sa = &cfs_rq->avg;
3342         int decayed, removed_load = 0, removed_util = 0;
3343
3344         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_load_avg)) {
3345                 s64 r = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_load_avg, 0);
3346                 sub_positive(&sa->load_avg, r);
3347                 sub_positive(&sa->load_sum, r * LOAD_AVG_MAX);
3348                 removed_load = 1;
3349                 set_tg_cfs_propagate(cfs_rq);
3350         }
3351
3352         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_util_avg)) {
3353                 long r = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_util_avg, 0);
3354                 sub_positive(&sa->util_avg, r);
3355                 sub_positive(&sa->util_sum, r * LOAD_AVG_MAX);
3356                 removed_util = 1;
3357                 set_tg_cfs_propagate(cfs_rq);
3358         }
3359
3360         decayed = __update_load_avg_cfs_rq(now, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), cfs_rq);
3361
3362 #ifndef CONFIG_64BIT
3363         smp_wmb();
3364         cfs_rq->load_last_update_time_copy = sa->last_update_time;
3365 #endif
3366
3367         if (update_freq && (decayed || removed_util))
3368                 cfs_rq_util_change(cfs_rq);
3369
3370         return decayed || removed_load;
3371 }
3372
3373 /*
3374  * Optional action to be done while updating the load average
3375  */
3376 #define UPDATE_TG       0x1
3377 #define SKIP_AGE_LOAD   0x2
3378
3379 /* Update task and its cfs_rq load average */
3380 static inline void update_load_avg(struct sched_entity *se, int flags)
3381 {
3382         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3383         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
3384         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3385         int cpu = cpu_of(rq);
3386         int decayed;
3387
3388         /*
3389          * Track task load average for carrying it to new CPU after migrated, and
3390          * track group sched_entity load average for task_h_load calc in migration
3391          */
3392         if (se->avg.last_update_time && !(flags & SKIP_AGE_LOAD))
3393                 __update_load_avg_se(now, cpu, cfs_rq, se);
3394
3395         decayed  = update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq, true);
3396         decayed |= propagate_entity_load_avg(se);
3397
3398         if (decayed && (flags & UPDATE_TG))
3399                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
3400 }
3401
3402 /**
3403  * attach_entity_load_avg - attach this entity to its cfs_rq load avg
3404  * @cfs_rq: cfs_rq to attach to
3405  * @se: sched_entity to attach
3406  *
3407  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3408  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3409  */
3410 static void attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3411 {
3412         se->avg.last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
3413         cfs_rq->avg.load_avg += se->avg.load_avg;
3414         cfs_rq->avg.load_sum += se->avg.load_sum;
3415         cfs_rq->avg.util_avg += se->avg.util_avg;
3416         cfs_rq->avg.util_sum += se->avg.util_sum;
3417         set_tg_cfs_propagate(cfs_rq);
3418
3419         cfs_rq_util_change(cfs_rq);
3420 }
3421
3422 /**
3423  * detach_entity_load_avg - detach this entity from its cfs_rq load avg
3424  * @cfs_rq: cfs_rq to detach from
3425  * @se: sched_entity to detach
3426  *
3427  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3428  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3429  */
3430 static void detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3431 {
3432
3433         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, se->avg.load_avg);
3434         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, se->avg.load_sum);
3435         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, se->avg.util_avg);
3436         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_sum, se->avg.util_sum);
3437         set_tg_cfs_propagate(cfs_rq);
3438
3439         cfs_rq_util_change(cfs_rq);
3440 }
3441
3442 /* Add the load generated by se into cfs_rq's load average */
3443 static inline void
3444 enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3445 {
3446         struct sched_avg *sa = &se->avg;
3447
3448         cfs_rq->runnable_load_avg += sa->load_avg;
3449         cfs_rq->runnable_load_sum += sa->load_sum;
3450
3451         if (!sa->last_update_time) {
3452                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
3453                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
3454         }
3455 }
3456
3457 /* Remove the runnable load generated by se from cfs_rq's runnable load average */
3458 static inline void
3459 dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3460 {
3461         cfs_rq->runnable_load_avg =
3462                 max_t(long, cfs_rq->runnable_load_avg - se->avg.load_avg, 0);
3463         cfs_rq->runnable_load_sum =
3464                 max_t(s64,  cfs_rq->runnable_load_sum - se->avg.load_sum, 0);
3465 }
3466
3467 #ifndef CONFIG_64BIT
3468 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3469 {
3470         u64 last_update_time_copy;
3471         u64 last_update_time;
3472
3473         do {
3474                 last_update_time_copy = cfs_rq->load_last_update_time_copy;
3475                 smp_rmb();
3476                 last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
3477         } while (last_update_time != last_update_time_copy);
3478
3479         return last_update_time;
3480 }
3481 #else
3482 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3483 {
3484         return cfs_rq->avg.last_update_time;
3485 }
3486 #endif
3487
3488 /*
3489  * Synchronize entity load avg of dequeued entity without locking
3490  * the previous rq.
3491  */
3492 void sync_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3493 {
3494         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3495         u64 last_update_time;
3496
3497         last_update_time = cfs_rq_last_update_time(cfs_rq);
3498         __update_load_avg_blocked_se(last_update_time, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), se);
3499 }
3500
3501 /*
3502  * Task first catches up with cfs_rq, and then subtract
3503  * itself from the cfs_rq (task must be off the queue now).
3504  */
3505 void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3506 {
3507         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3508
3509         /*
3510          * tasks cannot exit without having gone through wake_up_new_task() ->
3511          * post_init_entity_util_avg() which will have added things to the
3512          * cfs_rq, so we can remove unconditionally.
3513          *
3514          * Similarly for groups, they will have passed through
3515          * post_init_entity_util_avg() before unregister_sched_fair_group()
3516          * calls this.
3517          */
3518
3519         sync_entity_load_avg(se);
3520         atomic_long_add(se->avg.load_avg, &cfs_rq->removed_load_avg);
3521         atomic_long_add(se->avg.util_avg, &cfs_rq->removed_util_avg);
3522 }
3523
3524 static inline unsigned long cfs_rq_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3525 {
3526         return cfs_rq->runnable_load_avg;
3527 }
3528
3529 static inline unsigned long cfs_rq_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3530 {
3531         return cfs_rq->avg.load_avg;
3532 }
3533
3534 static int idle_balance(struct rq *this_rq, struct rq_flags *rf);
3535
3536 #else /* CONFIG_SMP */
3537
3538 static inline int
3539 update_cfs_rq_load_avg(u64 now, struct cfs_rq *cfs_rq, bool update_freq)
3540 {
3541         return 0;
3542 }
3543
3544 #define UPDATE_TG       0x0
3545 #define SKIP_AGE_LOAD   0x0
3546
3547 static inline void update_load_avg(struct sched_entity *se, int not_used1)
3548 {
3549         cpufreq_update_util(rq_of(cfs_rq_of(se)), 0);
3550 }
3551
3552 static inline void
3553 enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
3554 static inline void
3555 dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
3556 static inline void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se) {}
3557
3558 static inline void
3559 attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
3560 static inline void
3561 detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
3562
3563 static inline int idle_balance(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
3564 {
3565         return 0;
3566 }
3567
3568 #endif /* CONFIG_SMP */
3569
3570 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3571 {
3572 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3573         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
3574
3575         if (d < 0)
3576                 d = -d;
3577
3578         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
3579                 schedstat_inc(cfs_rq->nr_spread_over);
3580 #endif
3581 }
3582
3583 static void
3584 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
3585 {
3586         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3587
3588         /*
3589          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
3590          * however the extra weight of the new task will slow them down a
3591          * little, place the new task so that it fits in the slot that
3592          * stays open at the end.
3593          */
3594         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
3595                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
3596
3597         /* sleeps up to a single latency don't count. */
3598         if (!initial) {
3599                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
3600
3601                 /*
3602                  * Halve their sleep time's effect, to allow
3603                  * for a gentler effect of sleepers:
3604                  */
3605                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
3606                         thresh >>= 1;
3607
3608                 vruntime -= thresh;
3609         }
3610
3611         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
3612         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
3613 }
3614
3615 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
3616
3617 static inline void check_schedstat_required(void)
3618 {
3619 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3620         if (schedstat_enabled())
3621                 return;
3622
3623         /* Force schedstat enabled if a dependent tracepoint is active */
3624         if (trace_sched_stat_wait_enabled()    ||
3625                         trace_sched_stat_sleep_enabled()   ||
3626                         trace_sched_stat_iowait_enabled()  ||
3627                         trace_sched_stat_blocked_enabled() ||
3628                         trace_sched_stat_runtime_enabled())  {
3629                 printk_deferred_once("Scheduler tracepoints stat_sleep, stat_iowait, "
3630                              "stat_blocked and stat_runtime require the "
3631                              "kernel parameter schedstats=enable or "
3632                              "kernel.sched_schedstats=1\n");
3633         }
3634 #endif
3635 }
3636
3637
3638 /*
3639  * MIGRATION
3640  *
3641  *      dequeue
3642  *        update_curr()
3643  *          update_min_vruntime()
3644  *        vruntime -= min_vruntime
3645  *
3646  *      enqueue
3647  *        update_curr()
3648  *          update_min_vruntime()
3649  *        vruntime += min_vruntime
3650  *
3651  * this way the vruntime transition between RQs is done when both
3652  * min_vruntime are up-to-date.
3653  *
3654  * WAKEUP (remote)
3655  *
3656  *      ->migrate_task_rq_fair() (p->state == TASK_WAKING)
3657  *        vruntime -= min_vruntime
3658  *
3659  *      enqueue
3660  *        update_curr()
3661  *          update_min_vruntime()
3662  *        vruntime += min_vruntime
3663  *
3664  * this way we don't have the most up-to-date min_vruntime on the originating
3665  * CPU and an up-to-date min_vruntime on the destination CPU.
3666  */
3667
3668 static void
3669 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3670 {
3671         bool renorm = !(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_MIGRATED);
3672         bool curr = cfs_rq->curr == se;
3673
3674         /*
3675          * If we're the current task, we must renormalise before calling
3676          * update_curr().
3677          */
3678         if (renorm && curr)
3679                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
3680
3681         update_curr(cfs_rq);
3682
3683         /*
3684          * Otherwise, renormalise after, such that we're placed at the current
3685          * moment in time, instead of some random moment in the past. Being
3686          * placed in the past could significantly boost this task to the
3687          * fairness detriment of existing tasks.
3688          */
3689         if (renorm && !curr)
3690                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
3691
3692         /*
3693          * When enqueuing a sched_entity, we must:
3694          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
3695          *   - Add its load to cfs_rq->runnable_avg
3696          *   - For group_entity, update its weight to reflect the new share of
3697          *     its group cfs_rq
3698          *   - Add its new weight to cfs_rq->load.weight
3699          */
3700         update_load_avg(se, UPDATE_TG);
3701         enqueue_entity_load_avg(cfs_rq, se);
3702         update_cfs_shares(se);
3703         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
3704
3705         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
3706                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
3707
3708         check_schedstat_required();
3709         update_stats_enqueue(cfs_rq, se, flags);
3710         check_spread(cfs_rq, se);
3711         if (!curr)
3712                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
3713         se->on_rq = 1;
3714
3715         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
3716                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
3717                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
3718         }
3719 }
3720
3721 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
3722 {
3723         for_each_sched_entity(se) {
3724                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3725                 if (cfs_rq->last != se)
3726                         break;
3727
3728                 cfs_rq->last = NULL;
3729         }
3730 }
3731
3732 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
3733 {
3734         for_each_sched_entity(se) {
3735                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3736                 if (cfs_rq->next != se)
3737                         break;
3738
3739                 cfs_rq->next = NULL;
3740         }
3741 }
3742
3743 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
3744 {
3745         for_each_sched_entity(se) {
3746                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3747                 if (cfs_rq->skip != se)
3748                         break;
3749
3750                 cfs_rq->skip = NULL;
3751         }
3752 }
3753
3754 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3755 {
3756         if (cfs_rq->last == se)
3757                 __clear_buddies_last(se);
3758
3759         if (cfs_rq->next == se)
3760                 __clear_buddies_next(se);
3761
3762         if (cfs_rq->skip == se)
3763                 __clear_buddies_skip(se);
3764 }
3765
3766 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3767
3768 static void
3769 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3770 {
3771         /*
3772          * Update run-time statistics of the 'current'.
3773          */
3774         update_curr(cfs_rq);
3775
3776         /*
3777          * When dequeuing a sched_entity, we must:
3778          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
3779          *   - Substract its load from the cfs_rq->runnable_avg.
3780          *   - Substract its previous weight from cfs_rq->load.weight.
3781          *   - For group entity, update its weight to reflect the new share
3782          *     of its group cfs_rq.
3783          */
3784         update_load_avg(se, UPDATE_TG);
3785         dequeue_entity_load_avg(cfs_rq, se);
3786
3787         update_stats_dequeue(cfs_rq, se, flags);
3788
3789         clear_buddies(cfs_rq, se);
3790
3791         if (se != cfs_rq->curr)
3792                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3793         se->on_rq = 0;
3794         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
3795
3796         /*
3797          * Normalize after update_curr(); which will also have moved
3798          * min_vruntime if @se is the one holding it back. But before doing
3799          * update_min_vruntime() again, which will discount @se's position and
3800          * can move min_vruntime forward still more.
3801          */
3802         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
3803                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
3804
3805         /* return excess runtime on last dequeue */
3806         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3807
3808         update_cfs_shares(se);
3809
3810         /*
3811          * Now advance min_vruntime if @se was the entity holding it back,
3812          * except when: DEQUEUE_SAVE && !DEQUEUE_MOVE, in this case we'll be
3813          * put back on, and if we advance min_vruntime, we'll be placed back
3814          * further than we started -- ie. we'll be penalized.
3815          */
3816         if ((flags & (DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE)) == DEQUEUE_SAVE)
3817                 update_min_vruntime(cfs_rq);
3818 }
3819
3820 /*
3821  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
3822  */
3823 static void
3824 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
3825 {
3826         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
3827         struct sched_entity *se;
3828         s64 delta;
3829
3830         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
3831         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
3832         if (delta_exec > ideal_runtime) {
3833                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3834                 /*
3835                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
3836                  * re-elected due to buddy favours.
3837                  */
3838                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
3839                 return;
3840         }
3841
3842         /*
3843          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
3844          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
3845          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
3846          */
3847         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
3848                 return;
3849
3850         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
3851         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
3852
3853         if (delta < 0)
3854                 return;
3855
3856         if (delta > ideal_runtime)
3857                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3858 }
3859
3860 static void
3861 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3862 {
3863         /* 'current' is not kept within the tree. */
3864         if (se->on_rq) {
3865                 /*
3866                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
3867                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
3868                  * runqueue.
3869                  */
3870                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
3871                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3872                 update_load_avg(se, UPDATE_TG);
3873         }
3874
3875         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
3876         cfs_rq->curr = se;
3877
3878         /*
3879          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
3880          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
3881          * when there are only lesser-weight tasks around):
3882          */
3883         if (schedstat_enabled() && rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
3884                 schedstat_set(se->statistics.slice_max,
3885                         max((u64)schedstat_val(se->statistics.slice_max),
3886                             se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime));
3887         }
3888
3889         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
3890 }
3891
3892 static int
3893 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
3894
3895 /*
3896  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
3897  * 1) keep things fair between processes/task groups
3898  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
3899  * 3) pick the "last" process, for cache locality
3900  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
3901  */
3902 static struct sched_entity *
3903 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
3904 {
3905         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
3906         struct sched_entity *se;
3907
3908         /*
3909          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
3910          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
3911          */
3912         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
3913                 left = curr;
3914
3915         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
3916
3917         /*
3918          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
3919          * be done without getting too unfair.
3920          */
3921         if (cfs_rq->skip == se) {
3922                 struct sched_entity *second;
3923
3924                 if (se == curr) {
3925                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
3926                 } else {
3927                         second = __pick_next_entity(se);
3928                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
3929                                 second = curr;
3930                 }
3931
3932                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
3933                         se = second;
3934         }
3935
3936         /*
3937          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
3938          */
3939         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
3940                 se = cfs_rq->last;
3941
3942         /*
3943          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
3944          */
3945         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
3946                 se = cfs_rq->next;
3947
3948         clear_buddies(cfs_rq, se);
3949
3950         return se;
3951 }
3952
3953 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3954
3955 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
3956 {
3957         /*
3958          * If still on the runqueue then deactivate_task()
3959          * was not called and update_curr() has to be done:
3960          */
3961         if (prev->on_rq)
3962                 update_curr(cfs_rq);
3963
3964         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
3965         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3966
3967         check_spread(cfs_rq, prev);
3968
3969         if (prev->on_rq) {
3970                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
3971                 /* Put 'current' back into the tree. */
3972                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
3973                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
3974                 update_load_avg(prev, 0);
3975         }
3976         cfs_rq->curr = NULL;
3977 }
3978
3979 static void
3980 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
3981 {
3982         /*
3983          * Update run-time statistics of the 'current'.
3984          */
3985         update_curr(cfs_rq);
3986
3987         /*
3988          * Ensure that runnable average is periodically updated.
3989          */
3990         update_load_avg(curr, UPDATE_TG);
3991         update_cfs_shares(curr);
3992
3993 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
3994         /*
3995          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
3996          * validating it and just reschedule.
3997          */
3998         if (queued) {
3999                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4000                 return;
4001         }
4002         /*
4003          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
4004          */
4005         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
4006                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
4007                 return;
4008 #endif
4009
4010         if (cfs_rq->nr_running > 1)
4011                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
4012 }
4013
4014
4015 /**************************************************
4016  * CFS bandwidth control machinery
4017  */
4018
4019 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
4020
4021 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
4022 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
4023
4024 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
4025 {
4026         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
4027 }
4028
4029 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
4030 {
4031         static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
4032 }
4033
4034 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
4035 {
4036         static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
4037 }
4038 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
4039 static bool cfs_bandwidth_used(void)
4040 {
4041         return true;
4042 }
4043
4044 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
4045 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
4046 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
4047
4048 /*
4049  * default period for cfs group bandwidth.
4050  * default: 0.1s, units: nanoseconds
4051  */
4052 static inline u64 default_cfs_period(void)
4053 {
4054         return 100000000ULL;
4055 }
4056
4057 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
4058 {
4059         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
4060 }
4061
4062 /*
4063  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
4064  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
4065  * additional synchronization around rq->lock.
4066  *
4067  * requires cfs_b->lock
4068  */
4069 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4070 {
4071         u64 now;
4072
4073         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4074                 return;
4075
4076         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
4077         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
4078         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
4079 }
4080
4081 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
4082 {
4083         return &tg->cfs_bandwidth;
4084 }
4085
4086 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
4087 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
4088 {
4089         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
4090                 return cfs_rq->throttled_clock_task - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
4091
4092         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
4093 }
4094
4095 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
4096 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4097 {
4098         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
4099         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
4100         u64 amount = 0, min_amount, expires;
4101
4102         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
4103         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
4104
4105         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4106         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4107                 amount = min_amount;
4108         else {
4109                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
4110
4111                 if (cfs_b->runtime > 0) {
4112                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
4113                         cfs_b->runtime -= amount;
4114                         cfs_b->idle = 0;
4115                 }
4116         }
4117         expires = cfs_b->runtime_expires;
4118         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4119
4120         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
4121         /*
4122          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
4123          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
4124          * issued.
4125          */
4126         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
4127                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
4128
4129         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
4130 }
4131
4132 /*
4133  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
4134  * fact that rq->clock snapshots this value.
4135  */
4136 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4137 {
4138         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4139
4140         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
4141         if (likely((s64)(rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
4142                 return;
4143
4144         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
4145                 return;
4146
4147         /*
4148          * If the local deadline has passed we have to consider the
4149          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
4150          * has not truly expired.
4151          *
4152          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
4153          * whether the global deadline has advanced. It is valid to compare
4154          * cfs_b->runtime_expires without any locks since we only care about
4155          * exact equality, so a partial write will still work.
4156          */
4157
4158         if (cfs_rq->runtime_expires != cfs_b->runtime_expires) {
4159                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
4160                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
4161         } else {
4162                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
4163                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
4164         }
4165 }
4166
4167 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
4168 {
4169         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
4170         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
4171         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4172
4173         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
4174                 return;
4175
4176         /*
4177          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
4178          * hierarchy can be throttled
4179          */
4180         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
4181                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4182 }
4183
4184 static __always_inline
4185 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
4186 {
4187         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
4188                 return;
4189
4190         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
4191 }
4192
4193 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
4194 {
4195         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
4196 }
4197
4198 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
4199 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
4200 {
4201         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
4202 }
4203
4204 /*
4205  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
4206  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
4207  * load-balance operations.
4208  */
4209 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
4210                                     int src_cpu, int dest_cpu)
4211 {
4212         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
4213
4214         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
4215         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
4216
4217         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
4218                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
4219 }
4220
4221 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
4222 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
4223 {
4224         struct rq *rq = data;
4225         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4226
4227         cfs_rq->throttle_count--;
4228         if (!cfs_rq->throttle_count) {
4229                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
4230                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
4231                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
4232         }
4233
4234         return 0;
4235 }
4236
4237 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
4238 {
4239         struct rq *rq = data;
4240         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4241
4242         /* group is entering throttled state, stop time */
4243         if (!cfs_rq->throttle_count)
4244                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
4245         cfs_rq->throttle_count++;
4246
4247         return 0;
4248 }
4249
4250 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
4251 {
4252         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4253         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4254         struct sched_entity *se;
4255         long task_delta, dequeue = 1;
4256         bool empty;
4257
4258         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
4259
4260         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
4261         rcu_read_lock();
4262         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
4263         rcu_read_unlock();
4264
4265         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4266         for_each_sched_entity(se) {
4267                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
4268                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
4269                 if (!se->on_rq)
4270                         break;
4271
4272                 if (dequeue)
4273                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
4274                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
4275
4276                 if (qcfs_rq->load.weight)
4277                         dequeue = 0;
4278         }
4279
4280         if (!se)
4281                 sub_nr_running(rq, task_delta);
4282
4283         cfs_rq->throttled = 1;
4284         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
4285         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4286         empty = list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4287
4288         /*
4289          * Add to the _head_ of the list, so that an already-started
4290          * distribute_cfs_runtime will not see us
4291          */
4292         list_add_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
4293
4294         /*
4295          * If we're the first throttled task, make sure the bandwidth
4296          * timer is running.
4297          */
4298         if (empty)
4299                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
4300
4301         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4302 }
4303
4304 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
4305 {
4306         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4307         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4308         struct sched_entity *se;
4309         int enqueue = 1;
4310         long task_delta;
4311
4312         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
4313
4314         cfs_rq->throttled = 0;
4315
4316         update_rq_clock(rq);
4317
4318         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4319         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
4320         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
4321         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4322
4323         /* update hierarchical throttle state */
4324         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
4325
4326         if (!cfs_rq->load.weight)
4327                 return;
4328
4329         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4330         for_each_sched_entity(se) {
4331                 if (se->on_rq)
4332                         enqueue = 0;
4333
4334                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4335                 if (enqueue)
4336                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
4337                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
4338
4339                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4340                         break;
4341         }
4342
4343         if (!se)
4344                 add_nr_running(rq, task_delta);
4345
4346         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
4347         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
4348                 resched_curr(rq);
4349 }
4350
4351 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
4352                 u64 remaining, u64 expires)
4353 {
4354         struct cfs_rq *cfs_rq;
4355         u64 runtime;
4356         u64 starting_runtime = remaining;
4357
4358         rcu_read_lock();
4359         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
4360                                 throttled_list) {
4361                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4362                 struct rq_flags rf;
4363
4364                 rq_lock(rq, &rf);
4365                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4366                         goto next;
4367
4368                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
4369                 if (runtime > remaining)
4370                         runtime = remaining;
4371                 remaining -= runtime;
4372
4373                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
4374                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
4375
4376                 /* we check whether we're throttled above */
4377                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
4378                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
4379
4380 next:
4381                 rq_unlock(rq, &rf);
4382
4383                 if (!remaining)
4384                         break;
4385         }
4386         rcu_read_unlock();
4387
4388         return starting_runtime - remaining;
4389 }
4390
4391 /*
4392  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
4393  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
4394  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
4395  * used to track this state.
4396  */
4397 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
4398 {
4399         u64 runtime, runtime_expires;
4400         int throttled;
4401
4402         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
4403         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4404                 goto out_deactivate;
4405
4406         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4407         cfs_b->nr_periods += overrun;
4408
4409         /*
4410          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
4411          * we're going inactive then everything else can be deferred
4412          */
4413         if (cfs_b->idle && !throttled)
4414                 goto out_deactivate;
4415
4416         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
4417
4418         if (!throttled) {
4419                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
4420                 cfs_b->idle = 1;
4421                 return 0;
4422         }
4423
4424         /* account preceding periods in which throttling occurred */
4425         cfs_b->nr_throttled += overrun;
4426
4427         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
4428
4429         /*
4430          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth while
4431          * we unthrottle. This can potentially race with an unthrottled group
4432          * trying to acquire new bandwidth from the global pool. This can result
4433          * in us over-using our runtime if it is all used during this loop, but
4434          * only by limited amounts in that extreme case.
4435          */
4436         while (throttled && cfs_b->runtime > 0) {
4437                 runtime = cfs_b->runtime;
4438                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4439                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
4440                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
4441                                                  runtime_expires);
4442                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4443
4444                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4445
4446                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
4447         }
4448
4449         /*
4450          * While we are ensured activity in the period following an
4451          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
4452          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
4453          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
4454          */
4455         cfs_b->idle = 0;
4456
4457         return 0;
4458
4459 out_deactivate:
4460         return 1;
4461 }
4462
4463 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
4464 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
4465 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
4466 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
4467 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
4468 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
4469
4470 /*
4471  * Are we near the end of the current quota period?
4472  *
4473  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
4474  * hrtimer base being cleared by hrtimer_start. In the case of
4475  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
4476  */
4477 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
4478 {
4479         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
4480         u64 remaining;
4481
4482         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
4483         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
4484                 return 1;
4485
4486         /* is a quota refresh about to occur? */
4487         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
4488         if (remaining < min_expire)
4489                 return 1;
4490
4491         return 0;
4492 }
4493
4494 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4495 {
4496         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
4497
4498         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
4499         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
4500                 return;
4501
4502         hrtimer_start(&cfs_b->slack_timer,
4503                         ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period),
4504                         HRTIMER_MODE_REL);
4505 }
4506
4507 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
4508 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4509 {
4510         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4511         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
4512
4513         if (slack_runtime <= 0)
4514                 return;
4515
4516         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4517         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
4518             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
4519                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
4520
4521                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
4522                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
4523                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
4524                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
4525         }
4526         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4527
4528         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
4529         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
4530 }
4531
4532 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4533 {
4534         if (!cfs_bandwidth_used())
4535                 return;
4536
4537         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
4538                 return;
4539
4540         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4541 }
4542
4543 /*
4544  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
4545  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
4546  */
4547 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4548 {
4549         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
4550         u64 expires;
4551
4552         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
4553         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4554         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
4555                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4556                 return;
4557         }
4558
4559         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice)
4560                 runtime = cfs_b->runtime;
4561
4562         expires = cfs_b->runtime_expires;
4563         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4564
4565         if (!runtime)
4566                 return;
4567
4568         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
4569
4570         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4571         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
4572                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
4573         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4574 }
4575
4576 /*
4577  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
4578  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
4579  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
4580  */
4581 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
4582 {
4583         if (!cfs_bandwidth_used())
4584                 return;
4585
4586         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
4587         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
4588                 return;
4589
4590         /* ensure the group is not already throttled */
4591         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4592                 return;
4593
4594         /* update runtime allocation */
4595         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
4596         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
4597                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
4598 }
4599
4600 static void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu)
4601 {
4602         struct cfs_rq *pcfs_rq, *cfs_rq;
4603
4604         if (!cfs_bandwidth_used())
4605                 return;
4606
4607         if (!tg->parent)
4608                 return;
4609
4610         cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
4611         pcfs_rq = tg->parent->cfs_rq[cpu];
4612
4613         cfs_rq->throttle_count = pcfs_rq->throttle_count;
4614         cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(cpu_rq(cpu));
4615 }
4616
4617 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
4618 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4619 {
4620         if (!cfs_bandwidth_used())
4621                 return false;
4622
4623         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
4624                 return false;
4625
4626         /*
4627          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
4628          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
4629          */
4630         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4631                 return true;
4632
4633         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
4634         return true;
4635 }
4636
4637 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
4638 {
4639         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
4640                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
4641
4642         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
4643
4644         return HRTIMER_NORESTART;
4645 }
4646
4647 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
4648 {
4649         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
4650                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
4651         int overrun;
4652         int idle = 0;
4653
4654         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4655         for (;;) {
4656                 overrun = hrtimer_forward_now(timer, cfs_b->period);
4657                 if (!overrun)
4658                         break;
4659
4660                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
4661         }
4662         if (idle)
4663                 cfs_b->period_active = 0;
4664         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4665
4666         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
4667 }
4668
4669 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4670 {
4671         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
4672         cfs_b->runtime = 0;
4673         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
4674         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
4675
4676         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4677         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
4678         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
4679         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
4680         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
4681 }
4682
4683 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4684 {
4685         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
4686         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
4687 }
4688
4689 void start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4690 {
4691         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
4692
4693         if (!cfs_b->period_active) {
4694                 cfs_b->period_active = 1;
4695                 hrtimer_forward_now(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
4696                 hrtimer_start_expires(&cfs_b->period_timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
4697         }
4698 }
4699
4700 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4701 {
4702         /* init_cfs_bandwidth() was not called */
4703         if (!cfs_b->throttled_cfs_rq.next)
4704                 return;
4705
4706         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
4707         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
4708 }
4709
4710 /*
4711  * Both these cpu hotplug callbacks race against unregister_fair_sched_group()
4712  *
4713  * The race is harmless, since modifying bandwidth settings of unhooked group
4714  * bits doesn't do much.
4715  */
4716
4717 /* cpu online calback */
4718 static void __maybe_unused update_runtime_enabled(struct rq *rq)
4719 {
4720         struct task_group *tg;
4721
4722         lockdep_assert_held(&rq->lock);
4723
4724         rcu_read_lock();
4725         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
4726                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
4727                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4728
4729                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4730                 cfs_rq->runtime_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
4731                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4732         }
4733         rcu_read_unlock();
4734 }
4735
4736 /* cpu offline callback */
4737 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
4738 {
4739         struct task_group *tg;
4740
4741         lockdep_assert_held(&rq->lock);
4742
4743         rcu_read_lock();
4744         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
4745                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4746
4747                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
4748                         continue;
4749
4750                 /*
4751                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
4752                  * there's some valid quota amount
4753                  */
4754                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
4755                 /*
4756                  * Offline rq is schedulable till cpu is completely disabled
4757                  * in take_cpu_down(), so we prevent new cfs throttling here.
4758                  */
4759                 cfs_rq->runtime_enabled = 0;
4760
4761                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4762                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
4763         }
4764         rcu_read_unlock();
4765 }
4766
4767 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
4768 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
4769 {
4770         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
4771 }
4772
4773 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
4774 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
4775 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4776 static inline void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu) {}
4777 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4778
4779 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
4780 {
4781         return 0;
4782 }
4783
4784 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
4785 {
4786         return 0;
4787 }
4788
4789 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
4790                                     int src_cpu, int dest_cpu)
4791 {
4792         return 0;
4793 }
4794
4795 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
4796
4797 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4798 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4799 #endif
4800
4801 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
4802 {
4803         return NULL;
4804 }
4805 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
4806 static inline void update_runtime_enabled(struct rq *rq) {}
4807 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
4808
4809 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
4810
4811 /**************************************************
4812  * CFS operations on tasks:
4813  */
4814
4815 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
4816 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4817 {
4818         struct sched_entity *se = &p->se;
4819         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4820
4821         SCHED_WARN_ON(task_rq(p) != rq);
4822
4823         if (rq->cfs.h_nr_running > 1) {
4824                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
4825                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
4826                 s64 delta = slice - ran;
4827
4828                 if (delta < 0) {
4829                         if (rq->curr == p)
4830                                 resched_curr(rq);
4831                         return;
4832                 }
4833                 hrtick_start(rq, delta);
4834         }
4835 }
4836
4837 /*
4838  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
4839  * current task is from our class and nr_running is low enough
4840  * to matter.
4841  */
4842 static void hrtick_update(struct rq *rq)
4843 {
4844         struct task_struct *curr = rq->curr;
4845
4846         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
4847                 return;
4848
4849         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
4850                 hrtick_start_fair(rq, curr);
4851 }
4852 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
4853 static inline void
4854 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4855 {
4856 }
4857
4858 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
4859 {
4860 }
4861 #endif
4862
4863 /*
4864  * The enqueue_task method is called before nr_running is
4865  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
4866  * then put the task into the rbtree:
4867  */
4868 static void
4869 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
4870 {
4871         struct cfs_rq *cfs_rq;
4872         struct sched_entity *se = &p->se;
4873
4874         /*
4875          * If in_iowait is set, the code below may not trigger any cpufreq
4876          * utilization updates, so do it here explicitly with the IOWAIT flag
4877          * passed.
4878          */
4879         if (p->in_iowait)
4880                 cpufreq_update_util(rq, SCHED_CPUFREQ_IOWAIT);
4881
4882         for_each_sched_entity(se) {
4883                 if (se->on_rq)
4884                         break;
4885                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4886                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
4887
4888                 /*
4889                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
4890                  *
4891                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
4892                  * post the final h_nr_running increment below.
4893                  */
4894                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4895                         break;
4896                 cfs_rq->h_nr_running++;
4897
4898                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
4899         }
4900
4901         for_each_sched_entity(se) {
4902                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4903                 cfs_rq->h_nr_running++;
4904
4905                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4906                         break;
4907
4908                 update_load_avg(se, UPDATE_TG);
4909                 update_cfs_shares(se);
4910         }
4911
4912         if (!se)
4913                 add_nr_running(rq, 1);
4914
4915         hrtick_update(rq);
4916 }
4917
4918 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
4919
4920 /*
4921  * The dequeue_task method is called before nr_running is
4922  * decreased. We remove the task from the rbtree and
4923  * update the fair scheduling stats:
4924  */
4925 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
4926 {
4927         struct cfs_rq *cfs_rq;
4928         struct sched_entity *se = &p->se;
4929         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
4930
4931         for_each_sched_entity(se) {
4932                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4933                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
4934
4935                 /*
4936                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
4937                  *
4938                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
4939                  * post the final h_nr_running decrement below.
4940                 */
4941                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4942                         break;
4943                 cfs_rq->h_nr_running--;
4944
4945                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
4946                 if (cfs_rq->load.weight) {
4947                         /* Avoid re-evaluating load for this entity: */
4948                         se = parent_entity(se);
4949                         /*
4950                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
4951                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
4952                          */
4953                         if (task_sleep && se && !throttled_hierarchy(cfs_rq))
4954                                 set_next_buddy(se);
4955                         break;
4956                 }
4957                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
4958         }
4959
4960         for_each_sched_entity(se) {
4961                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4962                 cfs_rq->h_nr_running--;
4963
4964                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4965                         break;
4966
4967                 update_load_avg(se, UPDATE_TG);
4968                 update_cfs_shares(se);
4969         }
4970
4971         if (!se)
4972                 sub_nr_running(rq, 1);
4973
4974         hrtick_update(rq);
4975 }
4976
4977 #ifdef CONFIG_SMP
4978
4979 /* Working cpumask for: load_balance, load_balance_newidle. */
4980 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
4981 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
4982
4983 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
4984 /*
4985  * per rq 'load' arrray crap; XXX kill this.
4986  */
4987
4988 /*
4989  * The exact cpuload calculated at every tick would be:
4990  *
4991  *   load' = (1 - 1/2^i) * load + (1/2^i) * cur_load
4992  *
4993  * If a cpu misses updates for n ticks (as it was idle) and update gets
4994  * called on the n+1-th tick when cpu may be busy, then we have:
4995  *
4996  *   load_n   = (1 - 1/2^i)^n * load_0
4997  *   load_n+1 = (1 - 1/2^i)   * load_n + (1/2^i) * cur_load
4998  *
4999  * decay_load_missed() below does efficient calculation of
5000  *
5001  *   load' = (1 - 1/2^i)^n * load
5002  *
5003  * Because x^(n+m) := x^n * x^m we can decompose any x^n in power-of-2 factors.
5004  * This allows us to precompute the above in said factors, thereby allowing the
5005  * reduction of an arbitrary n in O(log_2 n) steps. (See also
5006  * fixed_power_int())
5007  *
5008  * The calculation is approximated on a 128 point scale.
5009  */
5010 #define DEGRADE_SHIFT           7
5011
5012 static const u8 degrade_zero_ticks[CPU_LOAD_IDX_MAX] = {0, 8, 32, 64, 128};
5013 static const u8 degrade_factor[CPU_LOAD_IDX_MAX][DEGRADE_SHIFT + 1] = {
5014         {   0,   0,  0,  0,  0,  0, 0, 0 },
5015         {  64,  32,  8,  0,  0,  0, 0, 0 },
5016         {  96,  72, 40, 12,  1,  0, 0, 0 },
5017         { 112,  98, 75, 43, 15,  1, 0, 0 },
5018         { 120, 112, 98, 76, 45, 16, 2, 0 }
5019 };
5020
5021 /*
5022  * Update cpu_load for any missed ticks, due to tickless idle. The backlog
5023  * would be when CPU is idle and so we just decay the old load without
5024  * adding any new load.
5025  */
5026 static unsigned long
5027 decay_load_missed(unsigned long load, unsigned long missed_updates, int idx)
5028 {
5029         int j = 0;
5030
5031         if (!missed_updates)
5032                 return load;
5033
5034         if (missed_updates >= degrade_zero_ticks[idx])
5035                 return 0;
5036
5037         if (idx == 1)
5038                 return load >> missed_updates;
5039
5040         while (missed_updates) {
5041                 if (missed_updates % 2)
5042                         load = (load * degrade_factor[idx][j]) >> DEGRADE_SHIFT;
5043
5044                 missed_updates >>= 1;
5045                 j++;
5046         }
5047         return load;
5048 }
5049 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
5050
5051 /**
5052  * __cpu_load_update - update the rq->cpu_load[] statistics
5053  * @this_rq: The rq to update statistics for
5054  * @this_load: The current load
5055  * @pending_updates: The number of missed updates
5056  *
5057  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
5058  * scheduler tick (TICK_NSEC).
5059  *
5060  * This function computes a decaying average:
5061  *
5062  *   load[i]' = (1 - 1/2^i) * load[i] + (1/2^i) * load
5063  *
5064  * Because of NOHZ it might not get called on every tick which gives need for
5065  * the @pending_updates argument.
5066  *
5067  *   load[i]_n = (1 - 1/2^i) * load[i]_n-1 + (1/2^i) * load_n-1
5068  *             = A * load[i]_n-1 + B ; A := (1 - 1/2^i), B := (1/2^i) * load
5069  *             = A * (A * load[i]_n-2 + B) + B
5070  *             = A * (A * (A * load[i]_n-3 + B) + B) + B
5071  *             = A^3 * load[i]_n-3 + (A^2 + A + 1) * B
5072  *             = A^n * load[i]_0 + (A^(n-1) + A^(n-2) + ... + 1) * B
5073  *             = A^n * load[i]_0 + ((1 - A^n) / (1 - A)) * B
5074  *             = (1 - 1/2^i)^n * (load[i]_0 - load) + load
5075  *
5076  * In the above we've assumed load_n := load, which is true for NOHZ_FULL as
5077  * any change in load would have resulted in the tick being turned back on.
5078  *
5079  * For regular NOHZ, this reduces to:
5080  *
5081  *   load[i]_n = (1 - 1/2^i)^n * load[i]_0
5082  *
5083  * see decay_load_misses(). For NOHZ_FULL we get to subtract and add the extra
5084  * term.
5085  */
5086 static void cpu_load_update(struct rq *this_rq, unsigned long this_load,
5087                             unsigned long pending_updates)
5088 {
5089         unsigned long __maybe_unused tickless_load = this_rq->cpu_load[0];
5090         int i, scale;
5091
5092         this_rq->nr_load_updates++;
5093
5094         /* Update our load: */
5095         this_rq->cpu_load[0] = this_load; /* Fasttrack for idx 0 */
5096         for (i = 1, scale = 2; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
5097                 unsigned long old_load, new_load;
5098
5099                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
5100
5101                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
5102 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5103                 old_load = decay_load_missed(old_load, pending_updates - 1, i);
5104                 if (tickless_load) {
5105                         old_load -= decay_load_missed(tickless_load, pending_updates - 1, i);
5106                         /*
5107                          * old_load can never be a negative value because a
5108                          * decayed tickless_load cannot be greater than the
5109                          * original tickless_load.
5110                          */
5111                         old_load += tickless_load;
5112                 }
5113 #endif
5114                 new_load = this_load;
5115                 /*
5116                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
5117                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
5118                  * example.
5119                  */
5120                 if (new_load > old_load)
5121                         new_load += scale - 1;
5122
5123                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load * (scale - 1) + new_load) >> i;
5124         }
5125
5126         sched_avg_update(this_rq);
5127 }
5128
5129 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
5130 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
5131 {
5132         return cfs_rq_runnable_load_avg(&cpu_rq(cpu)->cfs);
5133 }
5134
5135 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5136 /*
5137  * There is no sane way to deal with nohz on smp when using jiffies because the
5138  * cpu doing the jiffies update might drift wrt the cpu doing the jiffy reading
5139  * causing off-by-one errors in observed deltas; {0,2} instead of {1,1}.
5140  *
5141  * Therefore we need to avoid the delta approach from the regular tick when
5142  * possible since that would seriously skew the load calculation. This is why we
5143  * use cpu_load_update_periodic() for CPUs out of nohz. However we'll rely on
5144  * jiffies deltas for updates happening while in nohz mode (idle ticks, idle
5145  * loop exit, nohz_idle_balance, nohz full exit...)
5146  *
5147  * This means we might still be one tick off for nohz periods.
5148  */
5149
5150 static void cpu_load_update_nohz(struct rq *this_rq,
5151                                  unsigned long curr_jiffies,
5152                                  unsigned long load)
5153 {
5154         unsigned long pending_updates;
5155
5156         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
5157         if (pending_updates) {
5158                 this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
5159                 /*
5160                  * In the regular NOHZ case, we were idle, this means load 0.
5161                  * In the NOHZ_FULL case, we were non-idle, we should consider
5162                  * its weighted load.
5163                  */
5164                 cpu_load_update(this_rq, load, pending_updates);
5165         }
5166 }
5167
5168 /*
5169  * Called from nohz_idle_balance() to update the load ratings before doing the
5170  * idle balance.
5171  */
5172 static void cpu_load_update_idle(struct rq *this_rq)
5173 {
5174         /*
5175          * bail if there's load or we're actually up-to-date.
5176          */
5177         if (weighted_cpuload(cpu_of(this_rq)))
5178                 return;
5179
5180         cpu_load_update_nohz(this_rq, READ_ONCE(jiffies), 0);
5181 }
5182
5183 /*
5184  * Record CPU load on nohz entry so we know the tickless load to account
5185  * on nohz exit. cpu_load[0] happens then to be updated more frequently
5186  * than other cpu_load[idx] but it should be fine as cpu_load readers
5187  * shouldn't rely into synchronized cpu_load[*] updates.
5188  */
5189 void cpu_load_update_nohz_start(void)
5190 {
5191         struct rq *this_rq = this_rq();
5192
5193         /*
5194          * This is all lockless but should be fine. If weighted_cpuload changes
5195          * concurrently we'll exit nohz. And cpu_load write can race with
5196          * cpu_load_update_idle() but both updater would be writing the same.
5197          */
5198         this_rq->cpu_load[0] = weighted_cpuload(cpu_of(this_rq));
5199 }
5200
5201 /*
5202  * Account the tickless load in the end of a nohz frame.
5203  */
5204 void cpu_load_update_nohz_stop(void)
5205 {
5206         unsigned long curr_jiffies = READ_ONCE(jiffies);
5207         struct rq *this_rq = this_rq();
5208         unsigned long load;
5209         struct rq_flags rf;
5210
5211         if (curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
5212                 return;
5213
5214         load = weighted_cpuload(cpu_of(this_rq));
5215         rq_lock(this_rq, &rf);
5216         update_rq_clock(this_rq);
5217         cpu_load_update_nohz(this_rq, curr_jiffies, load);
5218         rq_unlock(this_rq, &rf);
5219 }
5220 #else /* !CONFIG_NO_HZ_COMMON */
5221 static inline void cpu_load_update_nohz(struct rq *this_rq,
5222                                         unsigned long curr_jiffies,
5223                                         unsigned long load) { }
5224 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
5225
5226 static void cpu_load_update_periodic(struct rq *this_rq, unsigned long load)
5227 {
5228 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5229         /* See the mess around cpu_load_update_nohz(). */
5230         this_rq->last_load_update_tick = READ_ONCE(jiffies);
5231 #endif
5232         cpu_load_update(this_rq, load, 1);
5233 }
5234
5235 /*
5236  * Called from scheduler_tick()
5237  */
5238 void cpu_load_update_active(struct rq *this_rq)
5239 {
5240         unsigned long load = weighted_cpuload(cpu_of(this_rq));
5241
5242         if (tick_nohz_tick_stopped())
5243                 cpu_load_update_nohz(this_rq, READ_ONCE(jiffies), load);
5244         else
5245                 cpu_load_update_periodic(this_rq, load);
5246 }
5247
5248 /*
5249  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
5250  * according to the scheduling class and "nice" value.
5251  *
5252  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
5253  * balance conservatively.
5254  */
5255 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
5256 {
5257         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5258         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
5259
5260         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
5261                 return total;
5262
5263         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
5264 }
5265
5266 /*
5267  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
5268  * according to the scheduling class and "nice" value.
5269  */
5270 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
5271 {
5272         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5273         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
5274
5275         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
5276                 return total;
5277
5278         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
5279 }
5280
5281 static unsigned long capacity_of(int cpu)
5282 {
5283         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity;
5284 }
5285
5286 static unsigned long capacity_orig_of(int cpu)
5287 {
5288         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig;
5289 }
5290
5291 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
5292 {
5293         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5294         unsigned long nr_running = READ_ONCE(rq->cfs.h_nr_running);
5295         unsigned long load_avg = weighted_cpuload(cpu);
5296
5297         if (nr_running)
5298                 return load_avg / nr_running;
5299
5300         return 0;
5301 }
5302
5303 static void record_wakee(struct task_struct *p)
5304 {
5305         /*
5306          * Only decay a single time; tasks that have less then 1 wakeup per
5307          * jiffy will not have built up many flips.
5308          */
5309         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
5310                 current->wakee_flips >>= 1;
5311                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
5312         }
5313
5314         if (current->last_wakee != p) {
5315                 current->last_wakee = p;
5316                 current->wakee_flips++;
5317         }
5318 }
5319
5320 /*
5321  * Detect M:N waker/wakee relationships via a switching-frequency heuristic.
5322  *
5323  * A waker of many should wake a different task than the one last awakened
5324  * at a frequency roughly N times higher than one of its wakees.
5325  *
5326  * In order to determine whether we should let the load spread vs consolidating
5327  * to shared cache, we look for a minimum 'flip' frequency of llc_size in one
5328  * partner, and a factor of lls_size higher frequency in the other.
5329  *
5330  * With both conditions met, we can be relatively sure that the relationship is
5331  * non-monogamous, with partner count exceeding socket size.
5332  *
5333  * Waker/wakee being client/server, worker/dispatcher, interrupt source or
5334  * whatever is irrelevant, spread criteria is apparent partner count exceeds
5335  * socket size.
5336  */
5337 static int wake_wide(struct task_struct *p)
5338 {
5339         unsigned int master = current->wakee_flips;
5340         unsigned int slave = p->wakee_flips;
5341         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
5342
5343         if (master < slave)
5344                 swap(master, slave);
5345         if (slave < factor || master < slave * factor)
5346                 return 0;
5347         return 1;
5348 }
5349
5350 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5351                        int prev_cpu, int sync)
5352 {
5353         int this_cpu = smp_processor_id();
5354         bool affine = false;
5355
5356         /*
5357          * Common case: CPUs are in the same socket, and select_idle_sibling()
5358          * will do its thing regardless of what we return:
5359          */
5360         if (cpus_share_cache(prev_cpu, this_cpu))
5361                 affine = true;
5362         else
5363                 affine = numa_wake_affine(sd, p, this_cpu, prev_cpu, sync);
5364
5365         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
5366         if (affine) {
5367                 schedstat_inc(sd->ttwu_move_affine);
5368                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_affine);
5369         }
5370
5371         return affine;
5372 }
5373
5374 static inline int task_util(struct task_struct *p);
5375 static int cpu_util_wake(int cpu, struct task_struct *p);
5376
5377 static unsigned long capacity_spare_wake(int cpu, struct task_struct *p)
5378 {
5379         return capacity_orig_of(cpu) - cpu_util_wake(cpu, p);
5380 }
5381
5382 /*
5383  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
5384  * domain.
5385  */
5386 static struct sched_group *
5387 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5388                   int this_cpu, int sd_flag)
5389 {
5390         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
5391         struct sched_group *most_spare_sg = NULL;
5392         unsigned long min_runnable_load = ULONG_MAX, this_runnable_load = 0;
5393         unsigned long min_avg_load = ULONG_MAX, this_avg_load = 0;
5394         unsigned long most_spare = 0, this_spare = 0;
5395         int load_idx = sd->forkexec_idx;
5396         int imbalance_scale = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
5397         unsigned long imbalance = scale_load_down(NICE_0_LOAD) *
5398                                 (sd->imbalance_pct-100) / 100;
5399
5400         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
5401                 load_idx = sd->wake_idx;
5402
5403         do {
5404                 unsigned long load, avg_load, runnable_load;
5405                 unsigned long spare_cap, max_spare_cap;
5406                 int local_group;
5407                 int i;
5408
5409                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
5410                 if (!cpumask_intersects(sched_group_span(group),
5411                                         &p->cpus_allowed))
5412                         continue;
5413
5414                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
5415                                                sched_group_span(group));
5416
5417                 /*
5418                  * Tally up the load of all CPUs in the group and find
5419                  * the group containing the CPU with most spare capacity.
5420                  */
5421                 avg_load = 0;
5422                 runnable_load = 0;
5423                 max_spare_cap = 0;
5424
5425                 for_each_cpu(i, sched_group_span(group)) {
5426                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
5427                         if (local_group)
5428                                 load = source_load(i, load_idx);
5429                         else
5430                                 load = target_load(i, load_idx);
5431
5432                         runnable_load += load;
5433
5434                         avg_load += cfs_rq_load_avg(&cpu_rq(i)->cfs);
5435
5436                         spare_cap = capacity_spare_wake(i, p);
5437
5438                         if (spare_cap > max_spare_cap)
5439                                 max_spare_cap = spare_cap;
5440                 }
5441
5442                 /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
5443                 avg_load = (avg_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
5444                                         group->sgc->capacity;
5445                 runnable_load = (runnable_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
5446                                         group->sgc->capacity;
5447
5448                 if (local_group) {
5449                         this_runnable_load = runnable_load;
5450                         this_avg_load = avg_load;
5451                         this_spare = max_spare_cap;
5452                 } else {
5453                         if (min_runnable_load > (runnable_load + imbalance)) {
5454                                 /*
5455                                  * The runnable load is significantly smaller
5456                                  * so we can pick this new cpu
5457                                  */
5458                                 min_runnable_load = runnable_load;
5459                                 min_avg_load = avg_load;
5460                                 idlest = group;
5461                         } else if ((runnable_load < (min_runnable_load + imbalance)) &&
5462                                    (100*min_avg_load > imbalance_scale*avg_load)) {
5463                                 /*
5464                                  * The runnable loads are close so take the
5465                                  * blocked load into account through avg_load.
5466                                  */
5467                                 min_avg_load = avg_load;
5468                                 idlest = group;
5469                         }
5470
5471                         if (most_spare < max_spare_cap) {
5472                                 most_spare = max_spare_cap;
5473                                 most_spare_sg = group;
5474                         }
5475                 }
5476         } while (group = group->next, group != sd->groups);
5477
5478         /*
5479          * The cross-over point between using spare capacity or least load
5480          * is too conservative for high utilization tasks on partially
5481          * utilized systems if we require spare_capacity > task_util(p),
5482          * so we allow for some task stuffing by using
5483          * spare_capacity > task_util(p)/2.
5484          *
5485          * Spare capacity can't be used for fork because the utilization has
5486          * not been set yet, we must first select a rq to compute the initial
5487          * utilization.
5488          */
5489         if (sd_flag & SD_BALANCE_FORK)
5490                 goto skip_spare;
5491
5492         if (this_spare > task_util(p) / 2 &&
5493             imbalance_scale*this_spare > 100*most_spare)
5494                 return NULL;
5495
5496         if (most_spare > task_util(p) / 2)
5497                 return most_spare_sg;
5498
5499 skip_spare:
5500         if (!idlest)
5501                 return NULL;
5502
5503         if (min_runnable_load > (this_runnable_load + imbalance))
5504                 return NULL;
5505
5506         if ((this_runnable_load < (min_runnable_load + imbalance)) &&
5507              (100*this_avg_load < imbalance_scale*min_avg_load))
5508                 return NULL;
5509
5510         return idlest;
5511 }
5512
5513 /*
5514  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
5515  */
5516 static int
5517 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
5518 {
5519         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
5520         unsigned int min_exit_latency = UINT_MAX;
5521         u64 latest_idle_timestamp = 0;
5522         int least_loaded_cpu = this_cpu;
5523         int shallowest_idle_cpu = -1;
5524         int i;
5525
5526         /* Check if we have any choice: */
5527         if (group->group_weight == 1)
5528                 return cpumask_first(sched_group_span(group));
5529
5530         /* Traverse only the allowed CPUs */
5531         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), &p->cpus_allowed) {
5532                 if (idle_cpu(i)) {
5533                         struct rq *rq = cpu_rq(i);
5534                         struct cpuidle_state *idle = idle_get_state(rq);
5535                         if (idle && idle->exit_latency < min_exit_latency) {
5536                                 /*
5537                                  * We give priority to a CPU whose idle state
5538                                  * has the smallest exit latency irrespective
5539                                  * of any idle timestamp.
5540                                  */
5541                                 min_exit_latency = idle->exit_latency;
5542                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5543                                 shallowest_idle_cpu = i;
5544                         } else if ((!idle || idle->exit_latency == min_exit_latency) &&
5545                                    rq->idle_stamp > latest_idle_timestamp) {
5546                                 /*
5547                                  * If equal or no active idle state, then
5548                                  * the most recently idled CPU might have
5549                                  * a warmer cache.
5550                                  */
5551                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5552                                 shallowest_idle_cpu = i;
5553                         }
5554                 } else if (shallowest_idle_cpu == -1) {
5555                         load = weighted_cpuload(i);
5556                         if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
5557                                 min_load = load;
5558                                 least_loaded_cpu = i;
5559                         }
5560                 }
5561         }
5562
5563         return shallowest_idle_cpu != -1 ? shallowest_idle_cpu : least_loaded_cpu;
5564 }
5565
5566 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
5567
5568 static inline void set_idle_cores(int cpu, int val)
5569 {
5570         struct sched_domain_shared *sds;
5571
5572         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
5573         if (sds)
5574                 WRITE_ONCE(sds->has_idle_cores, val);
5575 }
5576
5577 static inline bool test_idle_cores(int cpu, bool def)
5578 {
5579         struct sched_domain_shared *sds;
5580
5581         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
5582         if (sds)
5583                 return READ_ONCE(sds->has_idle_cores);
5584
5585         return def;
5586 }
5587
5588 /*
5589  * Scans the local SMT mask to see if the entire core is idle, and records this
5590  * information in sd_llc_shared->has_idle_cores.
5591  *
5592  * Since SMT siblings share all cache levels, inspecting this limited remote
5593  * state should be fairly cheap.
5594  */
5595 void __update_idle_core(struct rq *rq)
5596 {
5597         int core = cpu_of(rq);
5598         int cpu;
5599
5600         rcu_read_lock();
5601         if (test_idle_cores(core, true))
5602                 goto unlock;
5603
5604         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
5605                 if (cpu == core)
5606                         continue;
5607
5608                 if (!idle_cpu(cpu))
5609                         goto unlock;
5610         }
5611
5612         set_idle_cores(core, 1);
5613 unlock:
5614         rcu_read_unlock();
5615 }
5616
5617 /*
5618  * Scan the entire LLC domain for idle cores; this dynamically switches off if
5619  * there are no idle cores left in the system; tracked through
5620  * sd_llc->shared->has_idle_cores and enabled through update_idle_core() above.
5621  */
5622 static int select_idle_core(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
5623 {
5624         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_idle_mask);
5625         int core, cpu;
5626
5627         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present))
5628                 return -1;
5629
5630         if (!test_idle_cores(target, false))
5631                 return -1;
5632
5633         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), &p->cpus_allowed);
5634
5635         for_each_cpu_wrap(core, cpus, target) {
5636                 bool idle = true;
5637
5638                 for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
5639                         cpumask_clear_cpu(cpu, cpus);
5640                         if (!idle_cpu(cpu))
5641                                 idle = false;
5642                 }
5643
5644                 if (idle)
5645                         return core;
5646         }
5647
5648         /*
5649          * Failed to find an idle core; stop looking for one.
5650          */
5651         set_idle_cores(target, 0);
5652
5653         return -1;
5654 }
5655
5656 /*
5657  * Scan the local SMT mask for idle CPUs.
5658  */
5659 static int select_idle_smt(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
5660 {
5661         int cpu;
5662
5663         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present))
5664                 return -1;
5665
5666         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(target)) {
5667                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed))
5668                         continue;
5669                 if (idle_cpu(cpu))
5670                         return cpu;
5671         }
5672
5673         return -1;
5674 }
5675
5676 #else /* CONFIG_SCHED_SMT */
5677
5678 static inline int select_idle_core(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
5679 {
5680         return -1;
5681 }
5682
5683 static inline int select_idle_smt(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
5684 {
5685         return -1;
5686 }
5687
5688 #endif /* CONFIG_SCHED_SMT */
5689
5690 /*
5691  * Scan the LLC domain for idle CPUs; this is dynamically regulated by
5692  * comparing the average scan cost (tracked in sd->avg_scan_cost) against the
5693  * average idle time for this rq (as found in rq->avg_idle).
5694  */
5695 static int select_idle_cpu(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
5696 {
5697         struct sched_domain *this_sd;
5698         u64 avg_cost, avg_idle;
5699         u64 time, cost;
5700         s64 delta;
5701         int cpu, nr = INT_MAX;
5702
5703         this_sd = rcu_dereference(*this_cpu_ptr(&sd_llc));
5704         if (!this_sd)
5705                 return -1;
5706
5707         /*
5708          * Due to large variance we need a large fuzz factor; hackbench in
5709          * particularly is sensitive here.
5710          */
5711         avg_idle = this_rq()->avg_idle / 512;
5712         avg_cost = this_sd->avg_scan_cost + 1;
5713
5714         if (sched_feat(SIS_AVG_CPU) && avg_idle < avg_cost)
5715                 return -1;
5716
5717         if (sched_feat(SIS_PROP)) {
5718                 u64 span_avg = sd->span_weight * avg_idle;
5719                 if (span_avg > 4*avg_cost)
5720                         nr = div_u64(span_avg, avg_cost);
5721                 else
5722                         nr = 4;
5723         }
5724
5725         time = local_clock();
5726
5727         for_each_cpu_wrap(cpu, sched_domain_span(sd), target) {
5728                 if (!--nr)
5729                         return -1;
5730                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed))
5731                         continue;
5732                 if (idle_cpu(cpu))
5733                         break;
5734         }
5735
5736         time = local_clock() - time;
5737         cost = this_sd->avg_scan_cost;
5738         delta = (s64)(time - cost) / 8;
5739         this_sd->avg_scan_cost += delta;
5740
5741         return cpu;
5742 }
5743
5744 /*
5745  * Try and locate an idle core/thread in the LLC cache domain.
5746  */
5747 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev, int target)
5748 {
5749         struct sched_domain *sd;
5750         int i;
5751
5752         if (idle_cpu(target))
5753                 return target;
5754
5755         /*
5756          * If the previous cpu is cache affine and idle, don't be stupid.
5757          */
5758         if (prev != target && cpus_share_cache(prev, target) && idle_cpu(prev))
5759                 return prev;
5760
5761         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
5762         if (!sd)
5763                 return target;
5764
5765         i = select_idle_core(p, sd, target);
5766         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
5767                 return i;
5768
5769         i = select_idle_cpu(p, sd, target);
5770         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
5771                 return i;
5772
5773         i = select_idle_smt(p, sd, target);
5774         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
5775                 return i;
5776
5777         return target;
5778 }
5779
5780 /*
5781  * cpu_util returns the amount of capacity of a CPU that is used by CFS
5782  * tasks. The unit of the return value must be the one of capacity so we can
5783  * compare the utilization with the capacity of the CPU that is available for
5784  * CFS task (ie cpu_capacity).
5785  *
5786  * cfs_rq.avg.util_avg is the sum of running time of runnable tasks plus the
5787  * recent utilization of currently non-runnable tasks on a CPU. It represents
5788  * the amount of utilization of a CPU in the range [0..capacity_orig] where
5789  * capacity_orig is the cpu_capacity available at the highest frequency
5790  * (arch_scale_freq_capacity()).
5791  * The utilization of a CPU converges towards a sum equal to or less than the
5792  * current capacity (capacity_curr <= capacity_orig) of the CPU because it is
5793  * the running time on this CPU scaled by capacity_curr.
5794  *
5795  * Nevertheless, cfs_rq.avg.util_avg can be higher than capacity_curr or even
5796  * higher than capacity_orig because of unfortunate rounding in
5797  * cfs.avg.util_avg or just after migrating tasks and new task wakeups until
5798  * the average stabilizes with the new running time. We need to check that the
5799  * utilization stays within the range of [0..capacity_orig] and cap it if
5800  * necessary. Without utilization capping, a group could be seen as overloaded
5801  * (CPU0 utilization at 121% + CPU1 utilization at 80%) whereas CPU1 has 20% of
5802  * available capacity. We allow utilization to overshoot capacity_curr (but not
5803  * capacity_orig) as it useful for predicting the capacity required after task
5804  * migrations (scheduler-driven DVFS).
5805  */
5806 static int cpu_util(int cpu)
5807 {
5808         unsigned long util = cpu_rq(cpu)->cfs.avg.util_avg;
5809         unsigned long capacity = capacity_orig_of(cpu);
5810
5811         return (util >= capacity) ? capacity : util;
5812 }
5813
5814 static inline int task_util(struct task_struct *p)
5815 {
5816         return p->se.avg.util_avg;
5817 }
5818
5819 /*
5820  * cpu_util_wake: Compute cpu utilization with any contributions from
5821  * the waking task p removed.
5822  */
5823 static int cpu_util_wake(int cpu, struct task_struct *p)
5824 {
5825         unsigned long util, capacity;
5826
5827         /* Task has no contribution or is new */
5828         if (cpu != task_cpu(p) || !p->se.avg.last_update_time)
5829                 return cpu_util(cpu);
5830
5831         capacity = capacity_orig_of(cpu);
5832         util = max_t(long, cpu_rq(cpu)->cfs.avg.util_avg - task_util(p), 0);
5833
5834         return (util >= capacity) ? capacity : util;
5835 }
5836
5837 /*
5838  * Disable WAKE_AFFINE in the case where task @p doesn't fit in the
5839  * capacity of either the waking CPU @cpu or the previous CPU @prev_cpu.
5840  *
5841  * In that case WAKE_AFFINE doesn't make sense and we'll let
5842  * BALANCE_WAKE sort things out.
5843  */
5844 static int wake_cap(struct task_struct *p, int cpu, int prev_cpu)
5845 {
5846         long min_cap, max_cap;
5847
5848         min_cap = min(capacity_orig_of(prev_cpu), capacity_orig_of(cpu));
5849         max_cap = cpu_rq(cpu)->rd->max_cpu_capacity;
5850
5851         /* Minimum capacity is close to max, no need to abort wake_affine */
5852         if (max_cap - min_cap < max_cap >> 3)
5853                 return 0;
5854
5855         /* Bring task utilization in sync with prev_cpu */
5856         sync_entity_load_avg(&p->se);
5857
5858         return min_cap * 1024 < task_util(p) * capacity_margin;
5859 }
5860
5861 /*
5862  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
5863  * that have the 'sd_flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
5864  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
5865  *
5866  * Balances load by selecting the idlest cpu in the idlest group, or under
5867  * certain conditions an idle sibling cpu if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
5868  *
5869  * Returns the target cpu number.
5870  *
5871  * preempt must be disabled.
5872  */
5873 static int
5874 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
5875 {
5876         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
5877         int cpu = smp_processor_id();
5878         int new_cpu = prev_cpu;
5879         int want_affine = 0;
5880         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
5881
5882         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
5883                 record_wakee(p);
5884                 want_affine = !wake_wide(p) && !wake_cap(p, cpu, prev_cpu)
5885                               && cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed);
5886         }
5887
5888         rcu_read_lock();
5889         for_each_domain(cpu, tmp) {
5890                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
5891                         break;
5892
5893                 /*
5894                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
5895                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
5896                  */
5897                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
5898                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
5899                         affine_sd = tmp;
5900                         break;
5901                 }
5902
5903                 if (tmp->flags & sd_flag)
5904                         sd = tmp;
5905                 else if (!want_affine)
5906                         break;
5907         }
5908
5909         if (affine_sd) {
5910                 sd = NULL; /* Prefer wake_affine over balance flags */
5911                 if (cpu == prev_cpu)
5912                         goto pick_cpu;
5913
5914                 if (wake_affine(affine_sd, p, prev_cpu, sync))
5915                         new_cpu = cpu;
5916         }
5917
5918         if (!sd) {
5919  pick_cpu:
5920                 if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) /* XXX always ? */
5921                         new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu, new_cpu);
5922
5923         } else while (sd) {
5924                 struct sched_group *group;
5925                 int weight;
5926
5927                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
5928                         sd = sd->child;
5929                         continue;
5930                 }
5931
5932                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, sd_flag);
5933                 if (!group) {
5934                         sd = sd->child;
5935                         continue;
5936                 }
5937
5938                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
5939                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
5940                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
5941                         sd = sd->child;
5942                         continue;
5943                 }
5944
5945                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
5946                 cpu = new_cpu;
5947                 weight = sd->span_weight;
5948                 sd = NULL;
5949                 for_each_domain(cpu, tmp) {
5950                         if (weight <= tmp->span_weight)
5951                                 break;
5952                         if (tmp->flags & sd_flag)
5953                                 sd = tmp;
5954                 }
5955                 /* while loop will break here if sd == NULL */
5956         }
5957         rcu_read_unlock();
5958
5959         return new_cpu;
5960 }
5961
5962 /*
5963  * Called immediately before a task is migrated to a new cpu; task_cpu(p) and
5964  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
5965  * previous cpu. The caller guarantees p->pi_lock or task_rq(p)->lock is held.
5966  */
5967 static void migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p)
5968 {
5969         /*
5970          * As blocked tasks retain absolute vruntime the migration needs to
5971          * deal with this by subtracting the old and adding the new
5972          * min_vruntime -- the latter is done by enqueue_entity() when placing
5973          * the task on the new runqueue.
5974          */
5975         if (p->state == TASK_WAKING) {
5976                 struct sched_entity *se = &p->se;
5977                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5978                 u64 min_vruntime;
5979
5980 #ifndef CONFIG_64BIT
5981                 u64 min_vruntime_copy;
5982
5983                 do {
5984                         min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
5985                         smp_rmb();
5986                         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
5987                 } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
5988 #else
5989                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
5990 #endif
5991
5992                 se->vruntime -= min_vruntime;
5993         }
5994
5995         /*
5996          * We are supposed to update the task to "current" time, then its up to date
5997          * and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we have difficulty in getting
5998          * what current time is, so simply throw away the out-of-date time. This
5999          * will result in the wakee task is less decayed, but giving the wakee more
6000          * load sounds not bad.
6001          */
6002         remove_entity_load_avg(&p->se);
6003
6004         /* Tell new CPU we are migrated */
6005         p->se.avg.last_update_time = 0;
6006
6007         /* We have migrated, no longer consider this task hot */
6008         p->se.exec_start = 0;
6009 }
6010
6011 static void task_dead_fair(struct task_struct *p)
6012 {
6013         remove_entity_load_avg(&p->se);
6014 }
6015 #endif /* CONFIG_SMP */
6016
6017 static unsigned long
6018 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
6019 {
6020         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
6021
6022         /*
6023          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
6024          * to virtual-time in his units.
6025          *
6026          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
6027          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
6028          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
6029          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
6030          * be smaller, again penalizing the lighter task.
6031          *
6032          * This is especially important for buddies when the leftmost
6033          * task is higher priority than the buddy.
6034          */
6035         return calc_delta_fair(gran, se);
6036 }
6037
6038 /*
6039  * Should 'se' preempt 'curr'.
6040  *
6041  *             |s1
6042  *        |s2
6043  *   |s3
6044  *         g
6045  *      |<--->|c
6046  *
6047  *  w(c, s1) = -1
6048  *  w(c, s2) =  0
6049  *  w(c, s3) =  1
6050  *
6051  */
6052 static int
6053 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
6054 {
6055         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
6056
6057         if (vdiff <= 0)
6058                 return -1;
6059
6060         gran = wakeup_gran(curr, se);
6061         if (vdiff > gran)
6062                 return 1;
6063
6064         return 0;
6065 }
6066
6067 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
6068 {
6069         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
6070                 return;
6071
6072         for_each_sched_entity(se) {
6073                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
6074                         return;
6075                 cfs_rq_of(se)->last = se;
6076         }
6077 }
6078
6079 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
6080 {
6081         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
6082                 return;
6083
6084         for_each_sched_entity(se) {
6085                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
6086                         return;
6087                 cfs_rq_of(se)->next = se;
6088         }
6089 }
6090
6091 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
6092 {
6093         for_each_sched_entity(se)
6094                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
6095 }
6096
6097 /*
6098  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
6099  */
6100 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
6101 {
6102         struct task_struct *curr = rq->curr;
6103         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
6104         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
6105         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
6106         int next_buddy_marked = 0;
6107
6108         if (unlikely(se == pse))
6109                 return;
6110
6111         /*
6112          * This is possible from callers such as attach_tasks(), in which we
6113          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
6114          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
6115          * next-buddy nomination below.
6116          */
6117         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
6118                 return;
6119
6120         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
6121                 set_next_buddy(pse);
6122                 next_buddy_marked = 1;
6123         }
6124
6125         /*
6126          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
6127          * wake up path.
6128          *
6129          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
6130          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
6131          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
6132          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
6133          * below.
6134          */
6135         if (test_tsk_need_resched(curr))
6136                 return;
6137
6138         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
6139         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
6140             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
6141                 goto preempt;
6142
6143         /*
6144          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
6145          * is driven by the tick):
6146          */
6147         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
6148                 return;
6149
6150         find_matching_se(&se, &pse);
6151         update_curr(cfs_rq_of(se));
6152         BUG_ON(!pse);
6153         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
6154                 /*
6155                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
6156                  * triggering this preemption.
6157                  */
6158                 if (!next_buddy_marked)
6159                         set_next_buddy(pse);
6160                 goto preempt;
6161         }
6162
6163         return;
6164
6165 preempt:
6166         resched_curr(rq);
6167         /*
6168          * Only set the backward buddy when the current task is still
6169          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
6170          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
6171          * point, either of which can * drop the rq lock.
6172          *
6173          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
6174          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
6175          */
6176         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
6177                 return;
6178
6179         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
6180                 set_last_buddy(se);
6181 }
6182
6183 static struct task_struct *
6184 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
6185 {
6186         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
6187         struct sched_entity *se;
6188         struct task_struct *p;
6189         int new_tasks;
6190
6191 again:
6192 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6193         if (!cfs_rq->nr_running)
6194                 goto idle;
6195
6196         if (prev->sched_class != &fair_sched_class)
6197                 goto simple;
6198
6199         /*
6200          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
6201          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
6202          *
6203          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
6204          * hierarchy, only change the part that actually changes.
6205          */
6206
6207         do {
6208                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
6209
6210                 /*
6211                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
6212                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
6213                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
6214                  * forget we've ever seen it.
6215                  */
6216                 if (curr) {
6217                         if (curr->on_rq)
6218                                 update_curr(cfs_rq);
6219                         else
6220                                 curr = NULL;
6221
6222                         /*
6223                          * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the
6224                          * throttle and dequeue its entity in the parent(s).
6225                          * Therefore the 'simple' nr_running test will indeed
6226                          * be correct.
6227                          */
6228                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq)))
6229                                 goto simple;
6230                 }
6231
6232                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
6233                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6234         } while (cfs_rq);
6235
6236         p = task_of(se);
6237
6238         /*
6239          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
6240          * is a different task than we started out with, try and touch the
6241          * least amount of cfs_rqs.
6242          */
6243         if (prev != p) {
6244                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
6245
6246                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
6247                         int se_depth = se->depth;
6248                         int pse_depth = pse->depth;
6249
6250                         if (se_depth <= pse_depth) {
6251                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
6252                                 pse = parent_entity(pse);
6253                         }
6254                         if (se_depth >= pse_depth) {
6255                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
6256                                 se = parent_entity(se);
6257                         }
6258                 }
6259
6260                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
6261                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6262         }
6263
6264         if (hrtick_enabled(rq))
6265                 hrtick_start_fair(rq, p);
6266
6267         return p;
6268 simple:
6269         cfs_rq = &rq->cfs;
6270 #endif
6271
6272         if (!cfs_rq->nr_running)
6273                 goto idle;
6274
6275         put_prev_task(rq, prev);
6276
6277         do {
6278                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
6279                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6280                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6281         } while (cfs_rq);
6282
6283         p = task_of(se);
6284
6285         if (hrtick_enabled(rq))
6286                 hrtick_start_fair(rq, p);
6287
6288         return p;
6289
6290 idle:
6291         new_tasks = idle_balance(rq, rf);
6292
6293         /*
6294          * Because idle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
6295          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
6296          * must re-start the pick_next_entity() loop.
6297          */
6298         if (new_tasks < 0)
6299                 return RETRY_TASK;
6300
6301         if (new_tasks > 0)
6302                 goto again;
6303
6304         return NULL;
6305 }
6306
6307 /*
6308  * Account for a descheduled task:
6309  */
6310 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
6311 {
6312         struct sched_entity *se = &prev->se;
6313         struct cfs_rq *cfs_rq;
6314
6315         for_each_sched_entity(se) {
6316                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6317                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
6318         }
6319 }
6320
6321 /*
6322  * sched_yield() is very simple
6323  *
6324  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
6325  */
6326 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
6327 {
6328         struct task_struct *curr = rq->curr;
6329         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
6330         struct sched_entity *se = &curr->se;
6331
6332         /*
6333          * Are we the only task in the tree?
6334          */
6335         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
6336                 return;
6337
6338         clear_buddies(cfs_rq, se);
6339
6340         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
6341                 update_rq_clock(rq);
6342                 /*
6343                  * Update run-time statistics of the 'current'.
6344                  */
6345                 update_curr(cfs_rq);
6346                 /*
6347                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
6348                  * so we don't do microscopic update in schedule()
6349                  * and double the fastpath cost.
6350                  */
6351                 rq_clock_skip_update(rq, true);
6352         }
6353
6354         set_skip_buddy(se);
6355 }
6356
6357 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
6358 {
6359         struct sched_entity *se = &p->se;
6360
6361         /* throttled hierarchies are not runnable */
6362         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
6363                 return false;
6364
6365         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
6366         set_next_buddy(se);
6367
6368         yield_task_fair(rq);
6369
6370         return true;
6371 }
6372
6373 #ifdef CONFIG_SMP
6374 /**************************************************
6375  * Fair scheduling class load-balancing methods.
6376  *
6377  * BASICS
6378  *
6379  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
6380  * per-cpu scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
6381  * time to each task. This is expressed in the following equation:
6382  *
6383  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
6384  *
6385  * Where W_i,n is the n-th weight average for cpu i. The instantaneous weight
6386  * W_i,0 is defined as:
6387  *
6388  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
6389  *
6390  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on cpu i. This weight
6391  * is derived from the nice value as per sched_prio_to_weight[].
6392  *
6393  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
6394  * weight:
6395  *
6396  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
6397  *
6398  * C_i is the compute capacity of cpu i, typically it is the
6399  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
6400  * can also include other factors [XXX].
6401  *
6402  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
6403  * directly from (1):
6404  *
6405  *   imb_i,j = max{ avg(W/C), W_i/C_i } - min{ avg(W/C), W_j/C_j }    (4)
6406  *
6407  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
6408  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
6409  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
6410  *
6411  * [XXX expand on:
6412  *     - infeasible weights;
6413  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
6414  *
6415  *
6416  * SCHED DOMAINS
6417  *
6418  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
6419  * for all i,j solution, we create a tree of cpus that follows the hardware
6420  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
6421  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of cpus going up the
6422  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
6423  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of cpus in
6424  * the groups.
6425  *
6426  * This yields:
6427  *
6428  *     log_2 n     1     n
6429  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
6430  *     i = 0      2^i   2^i
6431  *                               `- size of each group
6432  *         |         |     `- number of cpus doing load-balance
6433  *         |         `- freq
6434  *         `- sum over all levels
6435  *
6436  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
6437  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
6438  *
6439  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
6440  * to every other cpu in at most O(log n) steps:
6441  *
6442  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
6443  *
6444  *             log_2 n
6445  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
6446  *             k = 0
6447  *
6448  * And you'll find that:
6449  *
6450  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
6451  *
6452  * Showing there's indeed a path between every cpu in at most O(log n) steps.
6453  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
6454  * of:
6455  *
6456  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
6457  *
6458  *
6459  * WORK CONSERVING
6460  *
6461  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
6462  * balancing is more aggressive and has the newly idle cpu iterate up the domain
6463  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
6464  *
6465  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
6466  * time.
6467  *
6468  * [XXX more?]
6469  *
6470  *
6471  * CGROUPS
6472  *
6473  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
6474  *
6475  *                                s_k,i
6476  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
6477  *                                 S_k
6478  *
6479  * Where
6480  *
6481  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
6482  *
6483  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on cpu i.
6484  *
6485  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
6486  * property.
6487  *
6488  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
6489  *      rewrite all of this once again.]
6490  */
6491
6492 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
6493
6494 enum fbq_type { regular, remote, all };
6495
6496 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
6497 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
6498 #define LBF_DST_PINNED  0x04
6499 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
6500
6501 struct lb_env {
6502         struct sched_domain     *sd;
6503
6504         struct rq               *src_rq;
6505         int                     src_cpu;
6506
6507         int                     dst_cpu;
6508         struct rq               *dst_rq;
6509
6510         struct cpumask          *dst_grpmask;
6511         int                     new_dst_cpu;
6512         enum cpu_idle_type      idle;
6513         long                    imbalance;
6514         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
6515         struct cpumask          *cpus;
6516
6517         unsigned int            flags;
6518
6519         unsigned int            loop;
6520         unsigned int            loop_break;
6521         unsigned int            loop_max;
6522
6523         enum fbq_type           fbq_type;
6524         struct list_head        tasks;
6525 };
6526
6527 /*
6528  * Is this task likely cache-hot:
6529  */
6530 static int task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6531 {
6532         s64 delta;
6533
6534         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6535
6536         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
6537                 return 0;
6538
6539         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
6540                 return 0;
6541
6542         /*
6543          * Buddy candidates are cache hot:
6544          */
6545         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && env->dst_rq->nr_running &&
6546                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
6547                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
6548                 return 1;
6549
6550         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
6551                 return 1;
6552         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
6553                 return 0;
6554
6555         delta = rq_clock_task(env->src_rq) - p->se.exec_start;
6556
6557         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
6558 }
6559
6560 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6561 /*
6562  * Returns 1, if task migration degrades locality
6563  * Returns 0, if task migration improves locality i.e migration preferred.
6564  * Returns -1, if task migration is not affected by locality.
6565  */
6566 static int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6567 {
6568         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
6569         unsigned long src_faults, dst_faults;
6570         int src_nid, dst_nid;
6571
6572         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
6573                 return -1;
6574
6575         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
6576                 return -1;
6577
6578         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
6579         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
6580
6581         if (src_nid == dst_nid)
6582                 return -1;
6583
6584         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
6585         if (src_nid == p->numa_preferred_nid) {
6586                 if (env->src_rq->nr_running > env->src_rq->nr_preferred_running)
6587                         return 1;
6588                 else
6589                         return -1;
6590         }
6591
6592         /* Encourage migration to the preferred node. */
6593         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
6594                 return 0;
6595
6596         /* Leaving a core idle is often worse than degrading locality. */
6597         if (env->idle != CPU_NOT_IDLE)
6598                 return -1;
6599
6600         if (numa_group) {
6601                 src_faults = group_faults(p, src_nid);
6602                 dst_faults = group_faults(p, dst_nid);
6603         } else {
6604                 src_faults = task_faults(p, src_nid);
6605                 dst_faults = task_faults(p, dst_nid);
6606         }
6607
6608         return dst_faults < src_faults;
6609 }
6610
6611 #else
6612 static inline int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
6613                                              struct lb_env *env)
6614 {
6615         return -1;
6616 }
6617 #endif
6618
6619 /*
6620  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
6621  */
6622 static
6623 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6624 {
6625         int tsk_cache_hot;
6626
6627         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6628
6629         /*
6630          * We do not migrate tasks that are:
6631          * 1) throttled_lb_pair, or
6632          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
6633          * 3) running (obviously), or
6634          * 4) are cache-hot on their current CPU.
6635          */
6636         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
6637                 return 0;
6638
6639         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, &p->cpus_allowed)) {
6640                 int cpu;
6641
6642                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
6643
6644                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
6645
6646                 /*
6647                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
6648                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
6649                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
6650                  *
6651                  * Avoid computing new_dst_cpu for NEWLY_IDLE or if we have
6652                  * already computed one in current iteration.
6653                  */
6654                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
6655                         return 0;
6656
6657                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
6658                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
6659                         if (cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed)) {
6660                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
6661                                 env->new_dst_cpu = cpu;
6662                                 break;
6663                         }
6664                 }
6665
6666                 return 0;
6667         }
6668
6669         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
6670         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
6671
6672         if (task_running(env->src_rq, p)) {
6673                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_running);
6674                 return 0;
6675         }
6676
6677         /*
6678          * Aggressive migration if:
6679          * 1) destination numa is preferred
6680          * 2) task is cache cold, or
6681          * 3) too many balance attempts have failed.
6682          */
6683         tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
6684         if (tsk_cache_hot == -1)
6685                 tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
6686
6687         if (tsk_cache_hot <= 0 ||
6688             env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
6689                 if (tsk_cache_hot == 1) {
6690                         schedstat_inc(env->sd->lb_hot_gained[env->idle]);
6691                         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_forced_migrations);
6692                 }
6693                 return 1;
6694         }
6695
6696         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
6697         return 0;
6698 }
6699
6700 /*
6701  * detach_task() -- detach the task for the migration specified in env
6702  */
6703 static void detach_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6704 {
6705         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6706
6707         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
6708         deactivate_task(env->src_rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
6709         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
6710 }
6711
6712 /*
6713  * detach_one_task() -- tries to dequeue exactly one task from env->src_rq, as
6714  * part of active balancing operations within "domain".
6715  *
6716  * Returns a task if successful and NULL otherwise.
6717  */
6718 static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
6719 {
6720         struct task_struct *p, *n;
6721
6722         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6723
6724         list_for_each_entry_safe(p, n, &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
6725                 if (!can_migrate_task(p, env))
6726                         continue;
6727
6728                 detach_task(p, env);
6729
6730                 /*
6731                  * Right now, this is only the second place where
6732                  * lb_gained[env->idle] is updated (other is detach_tasks)
6733                  * so we can safely collect stats here rather than
6734                  * inside detach_tasks().
6735                  */
6736                 schedstat_inc(env->sd->lb_gained[env->idle]);
6737                 return p;
6738         }
6739         return NULL;
6740 }
6741
6742 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
6743
6744 /*
6745  * detach_tasks() -- tries to detach up to imbalance weighted load from
6746  * busiest_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
6747  *
6748  * Returns number of detached tasks if successful and 0 otherwise.
6749  */
6750 static int detach_tasks(struct lb_env *env)
6751 {
6752         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
6753         struct task_struct *p;
6754         unsigned long load;
6755         int detached = 0;
6756
6757         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6758
6759         if (env->imbalance <= 0)
6760                 return 0;
6761
6762         while (!list_empty(tasks)) {
6763                 /*
6764                  * We don't want to steal all, otherwise we may be treated likewise,
6765                  * which could at worst lead to a livelock crash.
6766                  */
6767                 if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->src_rq->nr_running <= 1)
6768                         break;
6769
6770                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
6771
6772                 env->loop++;
6773                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
6774                 if (env->loop > env->loop_max)
6775                         break;
6776
6777                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
6778                 if (env->loop > env->loop_break) {
6779                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
6780                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
6781                         break;
6782                 }
6783
6784                 if (!can_migrate_task(p, env))
6785                         goto next;
6786
6787                 load = task_h_load(p);
6788
6789                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
6790                         goto next;
6791
6792                 if ((load / 2) > env->imbalance)
6793                         goto next;
6794
6795                 detach_task(p, env);
6796                 list_add(&p->se.group_node, &env->tasks);
6797
6798                 detached++;
6799                 env->imbalance -= load;
6800
6801 #ifdef CONFIG_PREEMPT
6802                 /*
6803                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
6804                  * kernels will stop after the first task is detached to minimize
6805                  * the critical section.
6806                  */
6807                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6808                         break;
6809 #endif
6810
6811                 /*
6812                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
6813                  * weighted load.
6814                  */
6815                 if (env->imbalance <= 0)
6816                         break;
6817
6818                 continue;
6819 next:
6820                 list_move_tail(&p->se.group_node, tasks);
6821         }
6822
6823         /*
6824          * Right now, this is one of only two places we collect this stat
6825          * so we can safely collect detach_one_task() stats here rather
6826          * than inside detach_one_task().
6827          */
6828         schedstat_add(env->sd->lb_gained[env->idle], detached);
6829
6830         return detached;
6831 }
6832
6833 /*
6834  * attach_task() -- attach the task detached by detach_task() to its new rq.
6835  */
6836 static void attach_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6837 {
6838         lockdep_assert_held(&rq->lock);
6839
6840         BUG_ON(task_rq(p) != rq);
6841         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
6842         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
6843         check_preempt_curr(rq, p, 0);
6844 }
6845
6846 /*
6847  * attach_one_task() -- attaches the task returned from detach_one_task() to
6848  * its new rq.
6849  */
6850 static void attach_one_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6851 {
6852         struct rq_flags rf;
6853
6854         rq_lock(rq, &rf);
6855         update_rq_clock(rq);
6856         attach_task(rq, p);
6857         rq_unlock(rq, &rf);
6858 }
6859
6860 /*
6861  * attach_tasks() -- attaches all tasks detached by detach_tasks() to their
6862  * new rq.
6863  */
6864 static void attach_tasks(struct lb_env *env)
6865 {
6866         struct list_head *tasks = &env->tasks;
6867         struct task_struct *p;
6868         struct rq_flags rf;
6869
6870         rq_lock(env->dst_rq, &rf);
6871         update_rq_clock(env->dst_rq);
6872
6873         while (!list_empty(tasks)) {
6874                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
6875                 list_del_init(&p->se.group_node);
6876
6877                 attach_task(env->dst_rq, p);
6878         }
6879
6880         rq_unlock(env->dst_rq, &rf);
6881 }
6882
6883 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6884
6885 static inline bool cfs_rq_is_decayed(struct cfs_rq *cfs_rq)
6886 {
6887         if (cfs_rq->load.weight)
6888                 return false;
6889
6890         if (cfs_rq->avg.load_sum)
6891                 return false;
6892
6893         if (cfs_rq->avg.util_sum)
6894                 return false;
6895
6896         if (cfs_rq->runnable_load_sum)
6897                 return false;
6898
6899         return true;
6900 }
6901
6902 static void update_blocked_averages(int cpu)
6903 {
6904         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6905         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
6906         struct rq_flags rf;
6907
6908         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
6909         update_rq_clock(rq);
6910
6911         /*
6912          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
6913          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
6914          */
6915         for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos) {
6916                 struct sched_entity *se;
6917
6918                 /* throttled entities do not contribute to load */
6919                 if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
6920                         continue;
6921
6922                 if (update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_task(cfs_rq), cfs_rq, true))
6923                         update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
6924
6925                 /* Propagate pending load changes to the parent, if any: */
6926                 se = cfs_rq->tg->se[cpu];
6927                 if (se && !skip_blocked_update(se))
6928                         update_load_avg(se, 0);
6929
6930                 /*
6931                  * There can be a lot of idle CPU cgroups.  Don't let fully
6932                  * decayed cfs_rqs linger on the list.
6933                  */
6934                 if (cfs_rq_is_decayed(cfs_rq))
6935                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
6936         }
6937         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
6938 }
6939
6940 /*
6941  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
6942  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
6943  * group is a fraction of its parents load.
6944  */
6945 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
6946 {
6947         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
6948         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
6949         unsigned long now = jiffies;
6950         unsigned long load;
6951
6952         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
6953                 return;
6954
6955         cfs_rq->h_load_next = NULL;
6956         for_each_sched_entity(se) {
6957                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6958                 cfs_rq->h_load_next = se;
6959                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
6960                         break;
6961         }
6962
6963         if (!se) {
6964                 cfs_rq->h_load = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
6965                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
6966         }
6967
6968         while ((se = cfs_rq->h_load_next) != NULL) {
6969                 load = cfs_rq->h_load;
6970                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg,
6971                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
6972                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6973                 cfs_rq->h_load = load;
6974                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
6975         }
6976 }
6977
6978 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
6979 {
6980         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
6981
6982         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
6983         return div64_ul(p->se.avg.load_avg * cfs_rq->h_load,
6984                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
6985 }
6986 #else
6987 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
6988 {
6989         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6990         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
6991         struct rq_flags rf;
6992
6993         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
6994         update_rq_clock(rq);
6995         update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_task(cfs_rq), cfs_rq, true);
6996         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
6997 }
6998
6999 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
7000 {
7001         return p->se.avg.load_avg;
7002 }
7003 #endif
7004
7005 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
7006
7007 enum group_type {
7008         group_other = 0,
7009         group_imbalanced,
7010         group_overloaded,
7011 };
7012
7013 /*
7014  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
7015  */
7016 struct sg_lb_stats {
7017         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
7018         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
7019         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
7020         unsigned long load_per_task;
7021         unsigned long group_capacity;
7022         unsigned long group_util; /* Total utilization of the group */
7023         unsigned int sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
7024         unsigned int idle_cpus;
7025         unsigned int group_weight;
7026         enum group_type group_type;
7027         int group_no_capacity;
7028 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7029         unsigned int nr_numa_running;
7030         unsigned int nr_preferred_running;
7031 #endif
7032 };
7033
7034 /*
7035  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
7036  *               during load balancing.
7037  */
7038 struct sd_lb_stats {
7039         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
7040         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
7041         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
7042         unsigned long total_capacity;   /* Total capacity of all groups in sd */
7043         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
7044
7045         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
7046         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
7047 };
7048
7049 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
7050 {
7051         /*
7052          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
7053          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
7054          * We must however clear busiest_stat::avg_load because
7055          * update_sd_pick_busiest() reads this before assignment.
7056          */
7057         *sds = (struct sd_lb_stats){
7058                 .busiest = NULL,
7059                 .local = NULL,
7060                 .total_load = 0UL,
7061                 .total_capacity = 0UL,
7062                 .busiest_stat = {
7063                         .avg_load = 0UL,
7064                         .sum_nr_running = 0,
7065                         .group_type = group_other,
7066                 },
7067         };
7068 }
7069
7070 /**
7071  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
7072  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
7073  * @idle: The idle status of the CPU for whose sd load_idx is obtained.
7074  *
7075  * Return: The load index.
7076  */
7077 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
7078                                         enum cpu_idle_type idle)
7079 {
7080         int load_idx;
7081
7082         switch (idle) {
7083         case CPU_NOT_IDLE:
7084                 load_idx = sd->busy_idx;
7085                 break;
7086
7087         case CPU_NEWLY_IDLE:
7088                 load_idx = sd->newidle_idx;
7089                 break;
7090         default:
7091                 load_idx = sd->idle_idx;
7092                 break;
7093         }
7094
7095         return load_idx;
7096 }
7097
7098 static unsigned long scale_rt_capacity(int cpu)
7099 {
7100         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7101         u64 total, used, age_stamp, avg;
7102         s64 delta;
7103
7104         /*
7105          * Since we're reading these variables without serialization make sure
7106          * we read them once before doing sanity checks on them.
7107          */
7108         age_stamp = READ_ONCE(rq->age_stamp);
7109         avg = READ_ONCE(rq->rt_avg);
7110         delta = __rq_clock_broken(rq) - age_stamp;
7111
7112         if (unlikely(delta < 0))
7113                 delta = 0;
7114
7115         total = sched_avg_period() + delta;
7116
7117         used = div_u64(avg, total);
7118
7119         if (likely(used < SCHED_CAPACITY_SCALE))
7120                 return SCHED_CAPACITY_SCALE - used;
7121
7122         return 1;
7123 }
7124
7125 static void update_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7126 {
7127         unsigned long capacity = arch_scale_cpu_capacity(sd, cpu);
7128         struct sched_group *sdg = sd->groups;
7129
7130         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig = capacity;
7131
7132         capacity *= scale_rt_capacity(cpu);
7133         capacity >>= SCHED_CAPACITY_SHIFT;
7134
7135         if (!capacity)
7136                 capacity = 1;
7137
7138         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity = capacity;
7139         sdg->sgc->capacity = capacity;
7140         sdg->sgc->min_capacity = capacity;
7141 }
7142
7143 void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7144 {
7145         struct sched_domain *child = sd->child;
7146         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
7147         unsigned long capacity, min_capacity;
7148         unsigned long interval;
7149
7150         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
7151         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
7152         sdg->sgc->next_update = jiffies + interval;
7153
7154         if (!child) {
7155                 update_cpu_capacity(sd, cpu);
7156                 return;
7157         }
7158
7159         capacity = 0;
7160         min_capacity = ULONG_MAX;
7161
7162         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
7163                 /*
7164                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
7165                  * span the current group.
7166                  */
7167
7168                 for_each_cpu(cpu, sched_group_span(sdg)) {
7169                         struct sched_group_capacity *sgc;
7170                         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7171
7172                         /*
7173                          * build_sched_domains() -> init_sched_groups_capacity()
7174                          * gets here before we've attached the domains to the
7175                          * runqueues.
7176                          *
7177                          * Use capacity_of(), which is set irrespective of domains
7178                          * in update_cpu_capacity().
7179                          *
7180                          * This avoids capacity from being 0 and
7181                          * causing divide-by-zero issues on boot.
7182                          */
7183                         if (unlikely(!rq->sd)) {
7184                                 capacity += capacity_of(cpu);
7185                         } else {
7186                                 sgc = rq->sd->groups->sgc;
7187                                 capacity += sgc->capacity;
7188                         }
7189
7190                         min_capacity = min(capacity, min_capacity);
7191                 }
7192         } else  {
7193                 /*
7194                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
7195                  * span the current group.
7196                  */
7197
7198                 group = child->groups;
7199                 do {
7200                         struct sched_group_capacity *sgc = group->sgc;
7201
7202                         capacity += sgc->capacity;
7203                         min_capacity = min(sgc->min_capacity, min_capacity);
7204                         group = group->next;
7205                 } while (group != child->groups);
7206         }
7207
7208         sdg->sgc->capacity = capacity;
7209         sdg->sgc->min_capacity = min_capacity;
7210 }
7211
7212 /*
7213  * Check whether the capacity of the rq has been noticeably reduced by side
7214  * activity. The imbalance_pct is used for the threshold.
7215  * Return true is the capacity is reduced
7216  */
7217 static inline int
7218 check_cpu_capacity(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
7219 {
7220         return ((rq->cpu_capacity * sd->imbalance_pct) <
7221                                 (rq->cpu_capacity_orig * 100));
7222 }
7223
7224 /*
7225  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
7226  * groups is inadequate due to ->cpus_allowed constraints.
7227  *
7228  * Imagine a situation of two groups of 4 cpus each and 4 tasks each with a
7229  * cpumask covering 1 cpu of the first group and 3 cpus of the second group.
7230  * Something like:
7231  *
7232  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
7233  *              *     * * *
7234  *
7235  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
7236  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
7237  * cpu 3 and leave one of the cpus in the second group unused.
7238  *
7239  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
7240  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
7241  * moving tasks due to affinity constraints.
7242  *
7243  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
7244  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
7245  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
7246  * to create an effective group imbalance.
7247  *
7248  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
7249  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
7250  * subtle and fragile situation.
7251  */
7252
7253 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
7254 {
7255         return group->sgc->imbalance;
7256 }
7257
7258 /*
7259  * group_has_capacity returns true if the group has spare capacity that could
7260  * be used by some tasks.
7261  * We consider that a group has spare capacity if the  * number of task is
7262  * smaller than the number of CPUs or if the utilization is lower than the
7263  * available capacity for CFS tasks.
7264  * For the latter, we use a threshold to stabilize the state, to take into
7265  * account the variance of the tasks' load and to return true if the available
7266  * capacity in meaningful for the load balancer.
7267  * As an example, an available capacity of 1% can appear but it doesn't make
7268  * any benefit for the load balance.
7269  */
7270 static inline bool
7271 group_has_capacity(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
7272 {
7273         if (sgs->sum_nr_running < sgs->group_weight)
7274                 return true;
7275
7276         if ((sgs->group_capacity * 100) >
7277                         (sgs->group_util * env->sd->imbalance_pct))
7278                 return true;
7279
7280         return false;
7281 }
7282
7283 /*
7284  *  group_is_overloaded returns true if the group has more tasks than it can
7285  *  handle.
7286  *  group_is_overloaded is not equals to !group_has_capacity because a group
7287  *  with the exact right number of tasks, has no more spare capacity but is not
7288  *  overloaded so both group_has_capacity and group_is_overloaded return
7289  *  false.
7290  */
7291 static inline bool
7292 group_is_overloaded(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
7293 {
7294         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight)
7295                 return false;
7296
7297         if ((sgs->group_capacity * 100) <
7298                         (sgs->group_util * env->sd->imbalance_pct))
7299                 return true;
7300
7301         return false;
7302 }
7303
7304 /*
7305  * group_smaller_cpu_capacity: Returns true if sched_group sg has smaller
7306  * per-CPU capacity than sched_group ref.
7307  */
7308 static inline bool
7309 group_smaller_cpu_capacity(struct sched_group *sg, struct sched_group *ref)
7310 {
7311         return sg->sgc->min_capacity * capacity_margin <
7312                                                 ref->sgc->min_capacity * 1024;
7313 }
7314
7315 static inline enum
7316 group_type group_classify(struct sched_group *group,
7317                           struct sg_lb_stats *sgs)
7318 {
7319         if (sgs->group_no_capacity)
7320                 return group_overloaded;
7321
7322         if (sg_imbalanced(group))
7323                 return group_imbalanced;
7324
7325         return group_other;
7326 }
7327
7328 /**
7329  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
7330  * @env: The load balancing environment.
7331  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
7332  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
7333  * @local_group: Does group contain this_cpu.
7334  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
7335  * @overload: Indicate more than one runnable task for any CPU.
7336  */
7337 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
7338                         struct sched_group *group, int load_idx,
7339                         int local_group, struct sg_lb_stats *sgs,
7340                         bool *overload)
7341 {
7342         unsigned long load;
7343         int i, nr_running;
7344
7345         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
7346
7347         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
7348                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
7349
7350                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
7351                 if (local_group)
7352                         load = target_load(i, load_idx);
7353                 else
7354                         load = source_load(i, load_idx);
7355
7356                 sgs->group_load += load;
7357                 sgs->group_util += cpu_util(i);
7358                 sgs->sum_nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
7359
7360                 nr_running = rq->nr_running;
7361                 if (nr_running > 1)
7362                         *overload = true;
7363
7364 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7365                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
7366                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
7367 #endif
7368                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
7369                 /*
7370                  * No need to call idle_cpu() if nr_running is not 0
7371                  */
7372                 if (!nr_running && idle_cpu(i))
7373                         sgs->idle_cpus++;
7374         }
7375
7376         /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
7377         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
7378         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_CAPACITY_SCALE) / sgs->group_capacity;
7379
7380         if (sgs->sum_nr_running)
7381                 sgs->load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
7382
7383         sgs->group_weight = group->group_weight;
7384
7385         sgs->group_no_capacity = group_is_overloaded(env, sgs);
7386         sgs->group_type = group_classify(group, sgs);
7387 }
7388
7389 /**
7390  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
7391  * @env: The load balancing environment.
7392  * @sds: sched_domain statistics
7393  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
7394  * @sgs: sched_group statistics
7395  *
7396  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
7397  * busiest group.
7398  *
7399  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
7400  * busiest group. %false otherwise.
7401  */
7402 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
7403                                    struct sd_lb_stats *sds,
7404                                    struct sched_group *sg,
7405                                    struct sg_lb_stats *sgs)
7406 {
7407         struct sg_lb_stats *busiest = &sds->busiest_stat;
7408
7409         if (sgs->group_type > busiest->group_type)
7410                 return true;
7411
7412         if (sgs->group_type < busiest->group_type)
7413                 return false;
7414
7415         if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
7416                 return false;
7417
7418         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY))
7419                 goto asym_packing;
7420
7421         /*
7422          * Candidate sg has no more than one task per CPU and
7423          * has higher per-CPU capacity. Migrating tasks to less
7424          * capable CPUs may harm throughput. Maximize throughput,
7425          * power/energy consequences are not considered.
7426          */
7427         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight &&
7428             group_smaller_cpu_capacity(sds->local, sg))
7429                 return false;
7430
7431 asym_packing:
7432         /* This is the busiest node in its class. */
7433         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
7434                 return true;
7435
7436         /* No ASYM_PACKING if target cpu is already busy */
7437         if (env->idle == CPU_NOT_IDLE)
7438                 return true;
7439         /*
7440          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the highest
7441          * prority CPUs in the group, therefore mark all groups
7442          * of lower priority than ourself as busy.
7443          */
7444         if (sgs->sum_nr_running &&
7445             sched_asym_prefer(env->dst_cpu, sg->asym_prefer_cpu)) {
7446                 if (!sds->busiest)
7447                         return true;
7448
7449                 /* Prefer to move from lowest priority cpu's work */
7450                 if (sched_asym_prefer(sds->busiest->asym_prefer_cpu,
7451                                       sg->asym_prefer_cpu))
7452                         return true;
7453         }
7454
7455         return false;
7456 }
7457
7458 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7459 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
7460 {
7461         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_numa_running)
7462                 return regular;
7463         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
7464                 return remote;
7465         return all;
7466 }
7467
7468 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
7469 {
7470         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
7471                 return regular;
7472         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
7473                 return remote;
7474         return all;
7475 }
7476 #else
7477 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
7478 {
7479         return all;
7480 }
7481
7482 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
7483 {
7484         return regular;
7485 }
7486 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
7487
7488 /**
7489  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
7490  * @env: The load balancing environment.
7491  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
7492  */
7493 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
7494 {
7495         struct sched_domain *child = env->sd->child;
7496         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
7497         struct sg_lb_stats *local = &sds->local_stat;
7498         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
7499         int load_idx, prefer_sibling = 0;
7500         bool overload = false;
7501
7502         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
7503                 prefer_sibling = 1;
7504
7505         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
7506
7507         do {
7508                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
7509                 int local_group;
7510
7511                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_span(sg));
7512                 if (local_group) {
7513                         sds->local = sg;
7514                         sgs = local;
7515
7516                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
7517                             time_after_eq(jiffies, sg->sgc->next_update))
7518                                 update_group_capacity(env->sd, env->dst_cpu);
7519                 }
7520
7521                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, sgs,
7522                                                 &overload);
7523
7524                 if (local_group)
7525                         goto next_group;
7526
7527                 /*
7528                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
7529                  * first, lower the sg capacity so that we'll try
7530                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
7531                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
7532                  * these excess tasks. The extra check prevents the case where
7533                  * you always pull from the heaviest group when it is already
7534                  * under-utilized (possible with a large weight task outweighs
7535                  * the tasks on the system).
7536                  */
7537                 if (prefer_sibling && sds->local &&
7538                     group_has_capacity(env, local) &&
7539                     (sgs->sum_nr_running > local->sum_nr_running + 1)) {
7540                         sgs->group_no_capacity = 1;
7541                         sgs->group_type = group_classify(sg, sgs);
7542                 }
7543
7544                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
7545                         sds->busiest = sg;
7546                         sds->busiest_stat = *sgs;
7547                 }
7548
7549 next_group:
7550                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
7551                 sds->total_load += sgs->group_load;
7552                 sds->total_capacity += sgs->group_capacity;
7553
7554                 sg = sg->next;
7555         } while (sg != env->sd->groups);
7556
7557         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
7558                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
7559
7560         if (!env->sd->parent) {
7561                 /* update overload indicator if we are at root domain */
7562                 if (env->dst_rq->rd->overload != overload)
7563                         env->dst_rq->rd->overload = overload;
7564         }
7565
7566 }
7567
7568 /**
7569  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
7570  *                      sched domain.
7571  *
7572  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
7573  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
7574  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
7575  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
7576  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
7577  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
7578  *
7579  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
7580  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
7581  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
7582  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
7583  * number.
7584  *
7585  * Return: 1 when packing is required and a task should be moved to
7586  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
7587  *
7588  * @env: The load balancing environment.
7589  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
7590  */
7591 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
7592 {
7593         int busiest_cpu;
7594
7595         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
7596                 return 0;
7597
7598         if (env->idle == CPU_NOT_IDLE)
7599                 return 0;
7600
7601         if (!sds->busiest)
7602                 return 0;
7603
7604         busiest_cpu = sds->busiest->asym_prefer_cpu;
7605         if (sched_asym_prefer(busiest_cpu, env->dst_cpu))
7606                 return 0;
7607
7608         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
7609                 sds->busiest_stat.avg_load * sds->busiest_stat.group_capacity,
7610                 SCHED_CAPACITY_SCALE);
7611
7612         return 1;
7613 }
7614
7615 /**
7616  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
7617  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
7618  *                      load balancing.
7619  * @env: The load balancing environment.
7620  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
7621  */
7622 static inline
7623 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
7624 {
7625         unsigned long tmp, capa_now = 0, capa_move = 0;
7626         unsigned int imbn = 2;
7627         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
7628         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
7629
7630         local = &sds->local_stat;
7631         busiest = &sds->busiest_stat;
7632
7633         if (!local->sum_nr_running)
7634                 local->load_per_task = cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
7635         else if (busiest->load_per_task > local->load_per_task)
7636                 imbn = 1;
7637
7638         scaled_busy_load_per_task =
7639                 (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
7640                 busiest->group_capacity;
7641
7642         if (busiest->avg_load + scaled_busy_load_per_task >=
7643             local->avg_load + (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
7644                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
7645                 return;
7646         }
7647
7648         /*
7649          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
7650          * however we may be able to increase total CPU capacity used by
7651          * moving them.
7652          */
7653
7654         capa_now += busiest->group_capacity *
7655                         min(busiest->load_per_task, busiest->avg_load);
7656         capa_now += local->group_capacity *
7657                         min(local->load_per_task, local->avg_load);
7658         capa_now /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
7659
7660         /* Amount of load we'd subtract */
7661         if (busiest->avg_load > scaled_busy_load_per_task) {
7662                 capa_move += busiest->group_capacity *
7663                             min(busiest->load_per_task,
7664                                 busiest->avg_load - scaled_busy_load_per_task);
7665         }
7666
7667         /* Amount of load we'd add */
7668         if (busiest->avg_load * busiest->group_capacity <
7669             busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) {
7670                 tmp = (busiest->avg_load * busiest->group_capacity) /
7671                       local->group_capacity;
7672         } else {
7673                 tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
7674                       local->group_capacity;
7675         }
7676         capa_move += local->group_capacity *
7677                     min(local->load_per_task, local->avg_load + tmp);
7678         capa_move /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
7679
7680         /* Move if we gain throughput */
7681         if (capa_move > capa_now)
7682                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
7683 }
7684
7685 /**
7686  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
7687  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
7688  * @env: load balance environment
7689  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
7690  */
7691 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
7692 {
7693         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
7694         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
7695
7696         local = &sds->local_stat;
7697         busiest = &sds->busiest_stat;
7698
7699         if (busiest->group_type == group_imbalanced) {
7700                 /*
7701                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
7702                  * to ensure cpu-load equilibrium, look at wider averages. XXX
7703                  */
7704                 busiest->load_per_task =
7705                         min(busiest->load_per_task, sds->avg_load);
7706         }
7707
7708         /*
7709          * Avg load of busiest sg can be less and avg load of local sg can
7710          * be greater than avg load across all sgs of sd because avg load
7711          * factors in sg capacity and sgs with smaller group_type are
7712          * skipped when updating the busiest sg:
7713          */
7714         if (busiest->avg_load <= sds->avg_load ||
7715             local->avg_load >= sds->avg_load) {
7716                 env->imbalance = 0;
7717                 return fix_small_imbalance(env, sds);
7718         }
7719
7720         /*
7721          * If there aren't any idle cpus, avoid creating some.
7722          */
7723         if (busiest->group_type == group_overloaded &&
7724             local->group_type   == group_overloaded) {
7725                 load_above_capacity = busiest->sum_nr_running * SCHED_CAPACITY_SCALE;
7726                 if (load_above_capacity > busiest->group_capacity) {
7727                         load_above_capacity -= busiest->group_capacity;
7728                         load_above_capacity *= scale_load_down(NICE_0_LOAD);
7729                         load_above_capacity /= busiest->group_capacity;
7730                 } else
7731                         load_above_capacity = ~0UL;
7732         }
7733
7734         /*
7735          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
7736          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
7737          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
7738          * we also don't want to reduce the group load below the group
7739          * capacity. Thus we look for the minimum possible imbalance.
7740          */
7741         max_pull = min(busiest->avg_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
7742
7743         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
7744         env->imbalance = min(
7745                 max_pull * busiest->group_capacity,
7746                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_capacity
7747         ) / SCHED_CAPACITY_SCALE;
7748
7749         /*
7750          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
7751          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
7752          * a think about bumping its value to force at least one task to be
7753          * moved
7754          */
7755         if (env->imbalance < busiest->load_per_task)
7756                 return fix_small_imbalance(env, sds);
7757 }
7758
7759 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
7760
7761 /**
7762  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
7763  * if there is an imbalance.
7764  *
7765  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
7766  * to restore balance.
7767  *
7768  * @env: The load balancing environment.
7769  *
7770  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
7771  */
7772 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
7773 {
7774         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
7775         struct sd_lb_stats sds;
7776
7777         init_sd_lb_stats(&sds);
7778
7779         /*
7780          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
7781          * this level.
7782          */
7783         update_sd_lb_stats(env, &sds);
7784         local = &sds.local_stat;
7785         busiest = &sds.busiest_stat;
7786
7787         /* ASYM feature bypasses nice load balance check */
7788         if (check_asym_packing(env, &sds))
7789                 return sds.busiest;
7790
7791         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
7792         if (!sds.busiest || busiest->sum_nr_running == 0)
7793                 goto out_balanced;
7794
7795         sds.avg_load = (SCHED_CAPACITY_SCALE * sds.total_load)
7796                                                 / sds.total_capacity;
7797
7798         /*
7799          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
7800          * work because they assume all things are equal, which typically
7801          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
7802          */
7803         if (busiest->group_type == group_imbalanced)
7804                 goto force_balance;
7805
7806         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
7807         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && group_has_capacity(env, local) &&
7808             busiest->group_no_capacity)
7809                 goto force_balance;
7810
7811         /*
7812          * If the local group is busier than the selected busiest group
7813          * don't try and pull any tasks.
7814          */
7815         if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
7816                 goto out_balanced;
7817
7818         /*
7819          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
7820          * average load.
7821          */
7822         if (local->avg_load >= sds.avg_load)
7823                 goto out_balanced;
7824
7825         if (env->idle == CPU_IDLE) {
7826                 /*
7827                  * This cpu is idle. If the busiest group is not overloaded
7828                  * and there is no imbalance between this and busiest group
7829                  * wrt idle cpus, it is balanced. The imbalance becomes
7830                  * significant if the diff is greater than 1 otherwise we
7831                  * might end up to just move the imbalance on another group
7832                  */
7833                 if ((busiest->group_type != group_overloaded) &&
7834                                 (local->idle_cpus <= (busiest->idle_cpus + 1)))
7835                         goto out_balanced;
7836         } else {
7837                 /*
7838                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
7839                  * imbalance_pct to be conservative.
7840                  */
7841                 if (100 * busiest->avg_load <=
7842                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
7843                         goto out_balanced;
7844         }
7845
7846 force_balance:
7847         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
7848         calculate_imbalance(env, &sds);
7849         return sds.busiest;
7850
7851 out_balanced:
7852         env->imbalance = 0;
7853         return NULL;
7854 }
7855
7856 /*
7857  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
7858  */
7859 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
7860                                      struct sched_group *group)
7861 {
7862         struct rq *busiest = NULL, *rq;
7863         unsigned long busiest_load = 0, busiest_capacity = 1;
7864         int i;
7865
7866         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
7867                 unsigned long capacity, wl;
7868                 enum fbq_type rt;
7869
7870                 rq = cpu_rq(i);
7871                 rt = fbq_classify_rq(rq);
7872
7873                 /*
7874                  * We classify groups/runqueues into three groups:
7875                  *  - regular: there are !numa tasks
7876                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
7877                  *  - all:     there is no distinction
7878                  *
7879                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
7880                  * ignore those when there's better options.
7881                  *
7882                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
7883                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
7884                  * queue by moving tasks around inside the node.
7885                  *
7886                  * If we cannot move enough load due to this classification
7887                  * the next pass will adjust the group classification and
7888                  * allow migration of more tasks.
7889                  *
7890                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
7891                  */
7892                 if (rt > env->fbq_type)
7893                         continue;
7894
7895                 capacity = capacity_of(i);
7896
7897                 wl = weighted_cpuload(i);
7898
7899                 /*
7900                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
7901                  * which is not scaled with the cpu capacity.
7902                  */
7903
7904                 if (rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance &&
7905                     !check_cpu_capacity(rq, env->sd))
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 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
7936 {
7937         struct sched_domain *sd = env->sd;
7938
7939         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
7940
7941                 /*
7942                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
7943                  * lower priority CPUs in order to pack all tasks in the
7944                  * highest priority CPUs.
7945                  */
7946                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) &&
7947                     sched_asym_prefer(env->dst_cpu, env->src_cpu))
7948                         return 1;
7949         }
7950
7951         /*
7952          * The dst_cpu is idle and the src_cpu CPU has only 1 CFS task.
7953          * It's worth migrating the task if the src_cpu's capacity is reduced
7954          * because of other sched_class or IRQs if more capacity stays
7955          * available on dst_cpu.
7956          */
7957         if ((env->idle != CPU_NOT_IDLE) &&
7958             (env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1)) {
7959                 if ((check_cpu_capacity(env->src_rq, sd)) &&
7960                     (capacity_of(env->src_cpu)*sd->imbalance_pct < capacity_of(env->dst_cpu)*100))
7961                         return 1;
7962         }
7963
7964         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
7965 }
7966
7967 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
7968
7969 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
7970 {
7971         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
7972         int cpu, balance_cpu = -1;
7973
7974         /*
7975          * In the newly idle case, we will allow all the cpu's
7976          * to do the newly idle load balance.
7977          */
7978         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
7979                 return 1;
7980
7981         /* Try to find first idle cpu */
7982         for_each_cpu_and(cpu, group_balance_mask(sg), env->cpus) {
7983                 if (!idle_cpu(cpu))
7984                         continue;
7985
7986                 balance_cpu = cpu;
7987                 break;
7988         }
7989
7990         if (balance_cpu == -1)
7991                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
7992
7993         /*
7994          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
7995          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
7996          */
7997         return balance_cpu == env->dst_cpu;
7998 }
7999
8000 /*
8001  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
8002  * tasks if there is an imbalance.
8003  */
8004 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
8005                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
8006                         int *continue_balancing)
8007 {
8008         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
8009         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
8010         struct sched_group *group;
8011         struct rq *busiest;
8012         struct rq_flags rf;
8013         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(load_balance_mask);
8014
8015         struct lb_env env = {
8016                 .sd             = sd,
8017                 .dst_cpu        = this_cpu,
8018                 .dst_rq         = this_rq,
8019                 .dst_grpmask    = sched_group_span(sd->groups),
8020                 .idle           = idle,
8021                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
8022                 .cpus           = cpus,
8023                 .fbq_type       = all,
8024                 .tasks          = LIST_HEAD_INIT(env.tasks),
8025         };
8026
8027         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), cpu_active_mask);
8028
8029         schedstat_inc(sd->lb_count[idle]);
8030
8031 redo:
8032         if (!should_we_balance(&env)) {
8033                 *continue_balancing = 0;
8034                 goto out_balanced;
8035         }
8036
8037         group = find_busiest_group(&env);
8038         if (!group) {
8039                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyg[idle]);
8040                 goto out_balanced;
8041         }
8042
8043         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
8044         if (!busiest) {
8045                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyq[idle]);
8046                 goto out_balanced;
8047         }
8048
8049         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
8050
8051         schedstat_add(sd->lb_imbalance[idle], env.imbalance);
8052
8053         env.src_cpu = busiest->cpu;
8054         env.src_rq = busiest;
8055
8056         ld_moved = 0;
8057         if (busiest->nr_running > 1) {
8058                 /*
8059                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
8060                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
8061                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
8062                  * correctly treated as an imbalance.
8063                  */
8064                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
8065                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
8066
8067 more_balance:
8068                 rq_lock_irqsave(busiest, &rf);
8069                 update_rq_clock(busiest);
8070
8071                 /*
8072                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
8073                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
8074                  */
8075                 cur_ld_moved = detach_tasks(&env);
8076
8077                 /*
8078                  * We've detached some tasks from busiest_rq. Every
8079                  * task is masked "TASK_ON_RQ_MIGRATING", so we can safely
8080                  * unlock busiest->lock, and we are able to be sure
8081                  * that nobody can manipulate the tasks in parallel.
8082                  * See task_rq_lock() family for the details.
8083                  */
8084
8085                 rq_unlock(busiest, &rf);
8086
8087                 if (cur_ld_moved) {
8088                         attach_tasks(&env);
8089                         ld_moved += cur_ld_moved;
8090                 }
8091
8092                 local_irq_restore(rf.flags);
8093
8094                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
8095                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
8096                         goto more_balance;
8097                 }
8098
8099                 /*
8100                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
8101                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
8102                  * where they can run. The upper limit on how many times we
8103                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
8104                  * sched_group.
8105                  *
8106                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
8107                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
8108                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
8109                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
8110                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
8111                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
8112                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
8113                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
8114                  * This however should not happen so much in practice and
8115                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
8116                  * excess load moved.
8117                  */
8118                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
8119
8120                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
8121                         cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
8122
8123                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
8124                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
8125                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
8126                         env.loop         = 0;
8127                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
8128
8129                         /*
8130                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
8131                          * need to continue with same src_cpu.
8132                          */
8133                         goto more_balance;
8134                 }
8135
8136                 /*
8137                  * We failed to reach balance because of affinity.
8138                  */
8139                 if (sd_parent) {
8140                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
8141
8142                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0)
8143                                 *group_imbalance = 1;
8144                 }
8145
8146                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
8147                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
8148                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
8149                         /*
8150                          * Attempting to continue load balancing at the current
8151                          * sched_domain level only makes sense if there are
8152                          * active CPUs remaining as possible busiest CPUs to
8153                          * pull load from which are not contained within the
8154                          * destination group that is receiving any migrated
8155                          * load.
8156                          */
8157                         if (!cpumask_subset(cpus, env.dst_grpmask)) {
8158                                 env.loop = 0;
8159                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
8160                                 goto redo;
8161                         }
8162                         goto out_all_pinned;
8163                 }
8164         }
8165
8166         if (!ld_moved) {
8167                 schedstat_inc(sd->lb_failed[idle]);
8168                 /*
8169                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
8170                  * We do not want newidle balance, which can be very
8171                  * frequent, pollute the failure counter causing
8172                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
8173                  */
8174                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
8175                         sd->nr_balance_failed++;
8176
8177                 if (need_active_balance(&env)) {
8178                         unsigned long flags;
8179
8180                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
8181
8182                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
8183                          * if the curr task on busiest cpu can't be
8184                          * moved to this_cpu
8185                          */
8186                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &busiest->curr->cpus_allowed)) {
8187                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
8188                                                             flags);
8189                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
8190                                 goto out_one_pinned;
8191                         }
8192
8193                         /*
8194                          * ->active_balance synchronizes accesses to
8195                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
8196                          * only after active load balance is finished.
8197                          */
8198                         if (!busiest->active_balance) {
8199                                 busiest->active_balance = 1;
8200                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
8201                                 active_balance = 1;
8202                         }
8203                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
8204
8205                         if (active_balance) {
8206                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
8207                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
8208                                         &busiest->active_balance_work);
8209                         }
8210
8211                         /* We've kicked active balancing, force task migration. */
8212                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
8213                 }
8214         } else
8215                 sd->nr_balance_failed = 0;
8216
8217         if (likely(!active_balance)) {
8218                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
8219                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
8220         } else {
8221                 /*
8222                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
8223                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
8224                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
8225                  * detach_tasks).
8226                  */
8227                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
8228                         sd->balance_interval *= 2;
8229         }
8230
8231         goto out;
8232
8233 out_balanced:
8234         /*
8235          * We reach balance although we may have faced some affinity
8236          * constraints. Clear the imbalance flag if it was set.
8237          */
8238         if (sd_parent) {
8239                 int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
8240
8241                 if (*group_imbalance)
8242                         *group_imbalance = 0;
8243         }
8244
8245 out_all_pinned:
8246         /*
8247          * We reach balance because all tasks are pinned at this level so
8248          * we can't migrate them. Let the imbalance flag set so parent level
8249          * can try to migrate them.
8250          */
8251         schedstat_inc(sd->lb_balanced[idle]);
8252
8253         sd->nr_balance_failed = 0;
8254
8255 out_one_pinned:
8256         /* tune up the balancing interval */
8257         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
8258                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
8259                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
8260                 sd->balance_interval *= 2;
8261
8262         ld_moved = 0;
8263 out:
8264         return ld_moved;
8265 }
8266
8267 static inline unsigned long
8268 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
8269 {
8270         unsigned long interval = sd->balance_interval;
8271
8272         if (cpu_busy)
8273                 interval *= sd->busy_factor;
8274
8275         /* scale ms to jiffies */
8276         interval = msecs_to_jiffies(interval);
8277         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
8278
8279         return interval;
8280 }
8281
8282 static inline void
8283 update_next_balance(struct sched_domain *sd, unsigned long *next_balance)
8284 {
8285         unsigned long interval, next;
8286
8287         /* used by idle balance, so cpu_busy = 0 */
8288         interval = get_sd_balance_interval(sd, 0);
8289         next = sd->last_balance + interval;
8290
8291         if (time_after(*next_balance, next))
8292                 *next_balance = next;
8293 }
8294
8295 /*
8296  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
8297  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
8298  */
8299 static int idle_balance(struct rq *this_rq, struct rq_flags *rf)
8300 {
8301         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
8302         int this_cpu = this_rq->cpu;
8303         struct sched_domain *sd;
8304         int pulled_task = 0;
8305         u64 curr_cost = 0;
8306
8307         /*
8308          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
8309          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
8310          */
8311         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
8312
8313         /*
8314          * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being picked
8315          * for load-balance and preemption/IRQs are still disabled avoiding
8316          * further scheduler activity on it and we're being very careful to
8317          * re-start the picking loop.
8318          */
8319         rq_unpin_lock(this_rq, rf);
8320
8321         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost ||
8322             !this_rq->rd->overload) {
8323                 rcu_read_lock();
8324                 sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
8325                 if (sd)
8326                         update_next_balance(sd, &next_balance);
8327                 rcu_read_unlock();
8328
8329                 goto out;
8330         }
8331
8332         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
8333
8334         update_blocked_averages(this_cpu);
8335         rcu_read_lock();
8336         for_each_domain(this_cpu, sd) {
8337                 int continue_balancing = 1;
8338                 u64 t0, domain_cost;
8339
8340                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
8341                         continue;
8342
8343                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost) {
8344                         update_next_balance(sd, &next_balance);
8345                         break;
8346                 }
8347
8348                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
8349                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
8350
8351                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
8352                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
8353                                                    &continue_balancing);
8354
8355                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
8356                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
8357                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
8358
8359                         curr_cost += domain_cost;
8360                 }
8361
8362                 update_next_balance(sd, &next_balance);
8363
8364                 /*
8365                  * Stop searching for tasks to pull if there are
8366                  * now runnable tasks on this rq.
8367                  */
8368                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0)
8369                         break;
8370         }
8371         rcu_read_unlock();
8372
8373         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
8374
8375         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
8376                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
8377
8378         /*
8379          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
8380          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
8381          * pretend we pulled a task.
8382          */
8383         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
8384                 pulled_task = 1;
8385
8386 out:
8387         /* Move the next balance forward */
8388         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
8389                 this_rq->next_balance = next_balance;
8390
8391         /* Is there a task of a high priority class? */
8392         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
8393                 pulled_task = -1;
8394
8395         if (pulled_task)
8396                 this_rq->idle_stamp = 0;
8397
8398         rq_repin_lock(this_rq, rf);
8399
8400         return pulled_task;
8401 }
8402
8403 /*
8404  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
8405  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
8406  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
8407  * avoids physical / logical imbalances.
8408  */
8409 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
8410 {
8411         struct rq *busiest_rq = data;
8412         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
8413         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
8414         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
8415         struct sched_domain *sd;
8416         struct task_struct *p = NULL;
8417         struct rq_flags rf;
8418
8419         rq_lock_irq(busiest_rq, &rf);
8420
8421         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
8422         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
8423                      !busiest_rq->active_balance))
8424                 goto out_unlock;
8425
8426         /* Is there any task to move? */
8427         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
8428                 goto out_unlock;
8429
8430         /*
8431          * This condition is "impossible", if it occurs
8432          * we need to fix it. Originally reported by
8433          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
8434          */
8435         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
8436
8437         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
8438         rcu_read_lock();
8439         for_each_domain(target_cpu, sd) {
8440                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
8441                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
8442                                 break;
8443         }
8444
8445         if (likely(sd)) {
8446                 struct lb_env env = {
8447                         .sd             = sd,
8448                         .dst_cpu        = target_cpu,
8449                         .dst_rq         = target_rq,
8450                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
8451                         .src_rq         = busiest_rq,
8452                         .idle           = CPU_IDLE,
8453                         /*
8454                          * can_migrate_task() doesn't need to compute new_dst_cpu
8455                          * for active balancing. Since we have CPU_IDLE, but no
8456                          * @dst_grpmask we need to make that test go away with lying
8457                          * about DST_PINNED.
8458                          */
8459                         .flags          = LBF_DST_PINNED,
8460                 };
8461
8462                 schedstat_inc(sd->alb_count);
8463                 update_rq_clock(busiest_rq);
8464
8465                 p = detach_one_task(&env);
8466                 if (p) {
8467                         schedstat_inc(sd->alb_pushed);
8468                         /* Active balancing done, reset the failure counter. */
8469                         sd->nr_balance_failed = 0;
8470                 } else {
8471                         schedstat_inc(sd->alb_failed);
8472                 }
8473         }
8474         rcu_read_unlock();
8475 out_unlock:
8476         busiest_rq->active_balance = 0;
8477         rq_unlock(busiest_rq, &rf);
8478
8479         if (p)
8480                 attach_one_task(target_rq, p);
8481
8482         local_irq_enable();
8483
8484         return 0;
8485 }
8486
8487 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
8488 {
8489         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
8490 }
8491
8492 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8493 /*
8494  * idle load balancing details
8495  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
8496  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
8497  *   load balancing for all the idle CPUs.
8498  */
8499 static struct {
8500         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
8501         atomic_t nr_cpus;
8502         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
8503 } nohz ____cacheline_aligned;
8504
8505 static inline int find_new_ilb(void)
8506 {
8507         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
8508
8509         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
8510                 return ilb;
8511
8512         return nr_cpu_ids;
8513 }
8514
8515 /*
8516  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
8517  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
8518  * CPU (if there is one).
8519  */
8520 static void nohz_balancer_kick(void)
8521 {
8522         int ilb_cpu;
8523
8524         nohz.next_balance++;
8525
8526         ilb_cpu = find_new_ilb();
8527
8528         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
8529                 return;
8530
8531         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
8532                 return;
8533         /*
8534          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
8535          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
8536          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
8537          * will be run before returning from the IPI.
8538          */
8539         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
8540         return;
8541 }
8542
8543 void nohz_balance_exit_idle(unsigned int cpu)
8544 {
8545         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
8546                 /*
8547                  * Completely isolated CPUs don't ever set, so we must test.
8548                  */
8549                 if (likely(cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))) {
8550                         cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
8551                         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
8552                 }
8553                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
8554         }
8555 }
8556
8557 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
8558 {
8559         struct sched_domain *sd;
8560         int cpu = smp_processor_id();
8561
8562         rcu_read_lock();
8563         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
8564
8565         if (!sd || !sd->nohz_idle)
8566                 goto unlock;
8567         sd->nohz_idle = 0;
8568
8569         atomic_inc(&sd->shared->nr_busy_cpus);
8570 unlock:
8571         rcu_read_unlock();
8572 }
8573
8574 void set_cpu_sd_state_idle(void)
8575 {
8576         struct sched_domain *sd;
8577         int cpu = smp_processor_id();
8578
8579         rcu_read_lock();
8580         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
8581
8582         if (!sd || sd->nohz_idle)
8583                 goto unlock;
8584         sd->nohz_idle = 1;
8585
8586         atomic_dec(&sd->shared->nr_busy_cpus);
8587 unlock:
8588         rcu_read_unlock();
8589 }
8590
8591 /*
8592  * This routine will record that the cpu is going idle with tick stopped.
8593  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
8594  */
8595 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
8596 {
8597         /*
8598          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
8599          */
8600         if (!cpu_active(cpu))
8601                 return;
8602
8603         /* Spare idle load balancing on CPUs that don't want to be disturbed: */
8604         if (!is_housekeeping_cpu(cpu))
8605                 return;
8606
8607         if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
8608                 return;
8609
8610         /*
8611          * If we're a completely isolated CPU, we don't play.
8612          */
8613         if (on_null_domain(cpu_rq(cpu)))
8614                 return;
8615
8616         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
8617         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
8618         set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
8619 }
8620 #endif
8621
8622 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
8623
8624 /*
8625  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
8626  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
8627  */
8628 void update_max_interval(void)
8629 {
8630         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
8631 }
8632
8633 /*
8634  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
8635  * and initiates a balancing operation if so.
8636  *
8637  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
8638  */
8639 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
8640 {
8641         int continue_balancing = 1;
8642         int cpu = rq->cpu;
8643         unsigned long interval;
8644         struct sched_domain *sd;
8645         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
8646         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
8647         int update_next_balance = 0;
8648         int need_serialize, need_decay = 0;
8649         u64 max_cost = 0;
8650
8651         update_blocked_averages(cpu);
8652
8653         rcu_read_lock();
8654         for_each_domain(cpu, sd) {
8655                 /*
8656                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
8657                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
8658                  */
8659                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
8660                         sd->max_newidle_lb_cost =
8661                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
8662                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
8663                         need_decay = 1;
8664                 }
8665                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
8666
8667                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
8668                         continue;
8669
8670                 /*
8671                  * Stop the load balance at this level. There is another
8672                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
8673                  * actively.
8674                  */
8675                 if (!continue_balancing) {
8676                         if (need_decay)
8677                                 continue;
8678                         break;
8679                 }
8680
8681                 interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
8682
8683                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
8684                 if (need_serialize) {
8685                         if (!spin_trylock(&balancing))
8686                                 goto out;
8687                 }
8688
8689                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
8690                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
8691                                 /*
8692                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
8693                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
8694                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
8695                                  */
8696                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
8697                         }
8698                         sd->last_balance = jiffies;
8699                         interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
8700                 }
8701                 if (need_serialize)
8702                         spin_unlock(&balancing);
8703 out:
8704                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
8705                         next_balance = sd->last_balance + interval;
8706                         update_next_balance = 1;
8707                 }
8708         }
8709         if (need_decay) {
8710                 /*
8711                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
8712                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
8713                  */
8714                 rq->max_idle_balance_cost =
8715                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
8716         }
8717         rcu_read_unlock();
8718
8719         /*
8720          * next_balance will be updated only when there is a need.
8721          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
8722          * updated.
8723          */
8724         if (likely(update_next_balance)) {
8725                 rq->next_balance = next_balance;
8726
8727 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8728                 /*
8729                  * If this CPU has been elected to perform the nohz idle
8730                  * balance. Other idle CPUs have already rebalanced with
8731                  * nohz_idle_balance() and nohz.next_balance has been
8732                  * updated accordingly. This CPU is now running the idle load
8733                  * balance for itself and we need to update the
8734                  * nohz.next_balance accordingly.
8735                  */
8736                 if ((idle == CPU_IDLE) && time_after(nohz.next_balance, rq->next_balance))
8737                         nohz.next_balance = rq->next_balance;
8738 #endif
8739         }
8740 }
8741
8742 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8743 /*
8744  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
8745  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
8746  */
8747 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
8748 {
8749         int this_cpu = this_rq->cpu;
8750         struct rq *rq;
8751         int balance_cpu;
8752         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
8753         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
8754         int update_next_balance = 0;
8755
8756         if (idle != CPU_IDLE ||
8757             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
8758                 goto end;
8759
8760         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
8761                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
8762                         continue;
8763
8764                 /*
8765                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
8766                  * work being done for other cpus. Next load
8767                  * balancing owner will pick it up.
8768                  */
8769                 if (need_resched())
8770                         break;
8771
8772                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
8773
8774                 /*
8775                  * If time for next balance is due,
8776                  * do the balance.
8777                  */
8778                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
8779                         struct rq_flags rf;
8780
8781                         rq_lock_irq(rq, &rf);
8782                         update_rq_clock(rq);
8783                         cpu_load_update_idle(rq);
8784                         rq_unlock_irq(rq, &rf);
8785
8786                         rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
8787                 }
8788
8789                 if (time_after(next_balance, rq->next_balance)) {
8790                         next_balance = rq->next_balance;
8791                         update_next_balance = 1;
8792                 }
8793         }
8794
8795         /*
8796          * next_balance will be updated only when there is a need.
8797          * When the CPU is attached to null domain for ex, it will not be
8798          * updated.
8799          */
8800         if (likely(update_next_balance))
8801                 nohz.next_balance = next_balance;
8802 end:
8803         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
8804 }
8805
8806 /*
8807  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
8808  * of an idle cpu in the system.
8809  *   - This rq has more than one task.
8810  *   - This rq has at least one CFS task and the capacity of the CPU is
8811  *     significantly reduced because of RT tasks or IRQs.
8812  *   - At parent of LLC scheduler domain level, this cpu's scheduler group has
8813  *     multiple busy cpu.
8814  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
8815  *     domain span are idle.
8816  */
8817 static inline bool nohz_kick_needed(struct rq *rq)
8818 {
8819         unsigned long now = jiffies;
8820         struct sched_domain_shared *sds;
8821         struct sched_domain *sd;
8822         int nr_busy, i, cpu = rq->cpu;
8823         bool kick = false;
8824
8825         if (unlikely(rq->idle_balance))
8826                 return false;
8827
8828        /*
8829         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
8830         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
8831         */
8832         set_cpu_sd_state_busy();
8833         nohz_balance_exit_idle(cpu);
8834
8835         /*
8836          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
8837          * balancing.
8838          */
8839         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
8840                 return false;
8841
8842         if (time_before(now, nohz.next_balance))
8843                 return false;
8844
8845         if (rq->nr_running >= 2)
8846                 return true;
8847
8848         rcu_read_lock();
8849         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
8850         if (sds) {
8851                 /*
8852                  * XXX: write a coherent comment on why we do this.
8853                  * See also: http://lkml.kernel.org/r/20111202010832.602203411@sbsiddha-desk.sc.intel.com
8854                  */
8855                 nr_busy = atomic_read(&sds->nr_busy_cpus);
8856                 if (nr_busy > 1) {
8857                         kick = true;
8858                         goto unlock;
8859                 }
8860
8861         }
8862
8863         sd = rcu_dereference(rq->sd);
8864         if (sd) {
8865                 if ((rq->cfs.h_nr_running >= 1) &&
8866                                 check_cpu_capacity(rq, sd)) {
8867                         kick = true;
8868                         goto unlock;
8869                 }
8870         }
8871
8872         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym, cpu));
8873         if (sd) {
8874                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
8875                         if (i == cpu ||
8876                             !cpumask_test_cpu(i, nohz.idle_cpus_mask))
8877                                 continue;
8878
8879                         if (sched_asym_prefer(i, cpu)) {
8880                                 kick = true;
8881                                 goto unlock;
8882                         }
8883                 }
8884         }
8885 unlock:
8886         rcu_read_unlock();
8887         return kick;
8888 }
8889 #else
8890 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle) { }
8891 #endif
8892
8893 /*
8894  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
8895  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
8896  */
8897 static __latent_entropy void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
8898 {
8899         struct rq *this_rq = this_rq();
8900         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
8901                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
8902
8903         /*
8904          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
8905          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
8906          * stopped. Do nohz_idle_balance *before* rebalance_domains to
8907          * give the idle cpus a chance to load balance. Else we may
8908          * load balance only within the local sched_domain hierarchy
8909          * and abort nohz_idle_balance altogether if we pull some load.
8910          */
8911         nohz_idle_balance(this_rq, idle);
8912         rebalance_domains(this_rq, idle);
8913 }
8914
8915 /*
8916  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
8917  */
8918 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
8919 {
8920         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
8921         if (unlikely(on_null_domain(rq)))
8922                 return;
8923
8924         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
8925                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
8926 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8927         if (nohz_kick_needed(rq))
8928                 nohz_balancer_kick();
8929 #endif
8930 }
8931
8932 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
8933 {
8934         update_sysctl();
8935
8936         update_runtime_enabled(rq);
8937 }
8938
8939 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
8940 {
8941         update_sysctl();
8942
8943         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
8944         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
8945 }
8946
8947 #endif /* CONFIG_SMP */
8948
8949 /*
8950  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
8951  */
8952 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
8953 {
8954         struct cfs_rq *cfs_rq;
8955         struct sched_entity *se = &curr->se;
8956
8957         for_each_sched_entity(se) {
8958                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
8959                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
8960         }
8961
8962         if (static_branch_unlikely(&sched_numa_balancing))
8963                 task_tick_numa(rq, curr);
8964 }
8965
8966 /*
8967  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
8968  *  - child not yet on the tasklist
8969  *  - preemption disabled
8970  */
8971 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
8972 {
8973         struct cfs_rq *cfs_rq;
8974         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
8975         struct rq *rq = this_rq();
8976         struct rq_flags rf;
8977
8978         rq_lock(rq, &rf);
8979         update_rq_clock(rq);
8980
8981         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
8982         curr = cfs_rq->curr;
8983         if (curr) {
8984                 update_curr(cfs_rq);
8985                 se->vruntime = curr->vruntime;
8986         }
8987         place_entity(cfs_rq, se, 1);
8988
8989         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
8990                 /*
8991                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
8992                  * 'current' within the tree based on its new key value.
8993                  */
8994                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
8995                 resched_curr(rq);
8996         }
8997
8998         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
8999         rq_unlock(rq, &rf);
9000 }
9001
9002 /*
9003  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
9004  * the current task.
9005  */
9006 static void
9007 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
9008 {
9009         if (!task_on_rq_queued(p))
9010                 return;
9011
9012         /*
9013          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
9014          * our priority decreased, or if we are not currently running on
9015          * this runqueue and our priority is higher than the current's
9016          */
9017         if (rq->curr == p) {
9018                 if (p->prio > oldprio)
9019                         resched_curr(rq);
9020         } else
9021                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
9022 }
9023
9024 static inline bool vruntime_normalized(struct task_struct *p)
9025 {
9026         struct sched_entity *se = &p->se;
9027
9028         /*
9029          * In both the TASK_ON_RQ_QUEUED and TASK_ON_RQ_MIGRATING cases,
9030          * the dequeue_entity(.flags=0) will already have normalized the
9031          * vruntime.
9032          */
9033         if (p->on_rq)
9034                 return true;
9035
9036         /*
9037          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
9038          * But there are some cases where it has already been normalized:
9039          *
9040          * - A forked child which is waiting for being woken up by
9041          *   wake_up_new_task().
9042          * - A task which has been woken up by try_to_wake_up() and
9043          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
9044          */
9045         if (!se->sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING)
9046                 return true;
9047
9048         return false;
9049 }
9050
9051 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9052 /*
9053  * Propagate the changes of the sched_entity across the tg tree to make it
9054  * visible to the root
9055  */
9056 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
9057 {
9058         struct cfs_rq *cfs_rq;
9059
9060         /* Start to propagate at parent */
9061         se = se->parent;
9062
9063         for_each_sched_entity(se) {
9064                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9065
9066                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
9067                         break;
9068
9069                 update_load_avg(se, UPDATE_TG);
9070         }
9071 }
9072 #else
9073 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se) { }
9074 #endif
9075
9076 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
9077 {
9078         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9079
9080         /* Catch up with the cfs_rq and remove our load when we leave */
9081         update_load_avg(se, 0);
9082         detach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
9083         update_tg_load_avg(cfs_rq, false);
9084         propagate_entity_cfs_rq(se);
9085 }
9086
9087 static void attach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
9088 {
9089         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9090
9091 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9092         /*
9093          * Since the real-depth could have been changed (only FAIR
9094          * class maintain depth value), reset depth properly.
9095          */
9096         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
9097 #endif
9098
9099         /* Synchronize entity with its cfs_rq */
9100         update_load_avg(se, sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD) ? 0 : SKIP_AGE_LOAD);
9101         attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
9102         update_tg_load_avg(cfs_rq, false);
9103         propagate_entity_cfs_rq(se);
9104 }
9105
9106 static void detach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
9107 {
9108         struct sched_entity *se = &p->se;
9109         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9110
9111         if (!vruntime_normalized(p)) {
9112                 /*
9113                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
9114                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
9115                  */
9116                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
9117                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
9118         }
9119
9120         detach_entity_cfs_rq(se);
9121 }
9122
9123 static void attach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
9124 {
9125         struct sched_entity *se = &p->se;
9126         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9127
9128         attach_entity_cfs_rq(se);
9129
9130         if (!vruntime_normalized(p))
9131                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
9132 }
9133
9134 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
9135 {
9136         detach_task_cfs_rq(p);
9137 }
9138
9139 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
9140 {
9141         attach_task_cfs_rq(p);
9142
9143         if (task_on_rq_queued(p)) {
9144                 /*
9145                  * We were most likely switched from sched_rt, so
9146                  * kick off the schedule if running, otherwise just see
9147                  * if we can still preempt the current task.
9148                  */
9149                 if (rq->curr == p)
9150                         resched_curr(rq);
9151                 else
9152                         check_preempt_curr(rq, p, 0);
9153         }
9154 }
9155
9156 /* Account for a task changing its policy or group.
9157  *
9158  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
9159  * migrates between groups/classes.
9160  */
9161 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
9162 {
9163         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
9164
9165         for_each_sched_entity(se) {
9166                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9167
9168                 set_next_entity(cfs_rq, se);
9169                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
9170                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
9171         }
9172 }
9173
9174 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
9175 {
9176         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
9177         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
9178 #ifndef CONFIG_64BIT
9179         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
9180 #endif
9181 #ifdef CONFIG_SMP
9182 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9183         cfs_rq->propagate_avg = 0;
9184 #endif
9185         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_load_avg, 0);
9186         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_util_avg, 0);
9187 #endif
9188 }
9189
9190 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9191 static void task_set_group_fair(struct task_struct *p)
9192 {
9193         struct sched_entity *se = &p->se;
9194
9195         set_task_rq(p, task_cpu(p));
9196         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
9197 }
9198
9199 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p)
9200 {
9201         detach_task_cfs_rq(p);
9202         set_task_rq(p, task_cpu(p));
9203
9204 #ifdef CONFIG_SMP
9205         /* Tell se's cfs_rq has been changed -- migrated */
9206         p->se.avg.last_update_time = 0;
9207 #endif
9208         attach_task_cfs_rq(p);
9209 }
9210
9211 static void task_change_group_fair(struct task_struct *p, int type)
9212 {
9213         switch (type) {
9214         case TASK_SET_GROUP:
9215                 task_set_group_fair(p);
9216                 break;
9217
9218         case TASK_MOVE_GROUP:
9219                 task_move_group_fair(p);
9220                 break;
9221         }
9222 }
9223
9224 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
9225 {
9226         int i;
9227
9228         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
9229
9230         for_each_possible_cpu(i) {
9231                 if (tg->cfs_rq)
9232                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
9233                 if (tg->se)
9234                         kfree(tg->se[i]);
9235         }
9236
9237         kfree(tg->cfs_rq);
9238         kfree(tg->se);
9239 }
9240
9241 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
9242 {
9243         struct sched_entity *se;
9244         struct cfs_rq *cfs_rq;
9245         int i;
9246
9247         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
9248         if (!tg->cfs_rq)
9249                 goto err;
9250         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
9251         if (!tg->se)
9252                 goto err;
9253
9254         tg->shares = NICE_0_LOAD;
9255
9256         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
9257
9258         for_each_possible_cpu(i) {
9259                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
9260                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9261                 if (!cfs_rq)
9262                         goto err;
9263
9264                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
9265                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9266                 if (!se)
9267                         goto err_free_rq;
9268
9269                 init_cfs_rq(cfs_rq);
9270                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
9271                 init_entity_runnable_average(se);
9272         }
9273
9274         return 1;
9275
9276 err_free_rq:
9277         kfree(cfs_rq);
9278 err:
9279         return 0;
9280 }
9281
9282 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg)
9283 {
9284         struct sched_entity *se;
9285         struct rq *rq;
9286         int i;
9287
9288         for_each_possible_cpu(i) {
9289                 rq = cpu_rq(i);
9290                 se = tg->se[i];
9291
9292                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
9293                 update_rq_clock(rq);
9294                 attach_entity_cfs_rq(se);
9295                 sync_throttle(tg, i);
9296                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
9297         }
9298 }
9299
9300 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg)
9301 {
9302         unsigned long flags;
9303         struct rq *rq;
9304         int cpu;
9305
9306         for_each_possible_cpu(cpu) {
9307                 if (tg->se[cpu])
9308                         remove_entity_load_avg(tg->se[cpu]);
9309
9310                 /*
9311                  * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
9312                  * check on_list without danger of it being re-added.
9313                  */
9314                 if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
9315                         continue;
9316
9317                 rq = cpu_rq(cpu);
9318
9319                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
9320                 list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
9321                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
9322         }
9323 }
9324
9325 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
9326                         struct sched_entity *se, int cpu,
9327                         struct sched_entity *parent)
9328 {
9329         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9330
9331         cfs_rq->tg = tg;
9332         cfs_rq->rq = rq;
9333         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
9334
9335         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
9336         tg->se[cpu] = se;
9337
9338         /* se could be NULL for root_task_group */
9339         if (!se)
9340                 return;
9341
9342         if (!parent) {
9343                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
9344                 se->depth = 0;
9345         } else {
9346                 se->cfs_rq = parent->my_q;
9347                 se->depth = parent->depth + 1;
9348         }
9349
9350         se->my_q = cfs_rq;
9351         /* guarantee group entities always have weight */
9352         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
9353         se->parent = parent;
9354 }
9355
9356 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
9357
9358 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
9359 {
9360         int i;
9361
9362         /*
9363          * We can't change the weight of the root cgroup.
9364          */
9365         if (!tg->se[0])
9366                 return -EINVAL;
9367
9368         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
9369
9370         mutex_lock(&shares_mutex);
9371         if (tg->shares == shares)
9372                 goto done;
9373
9374         tg->shares = shares;
9375         for_each_possible_cpu(i) {
9376                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
9377                 struct sched_entity *se = tg->se[i];
9378                 struct rq_flags rf;
9379
9380                 /* Propagate contribution to hierarchy */
9381                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9382                 update_rq_clock(rq);
9383                 for_each_sched_entity(se) {
9384                         update_load_avg(se, UPDATE_TG);
9385                         update_cfs_shares(se);
9386                 }
9387                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9388         }
9389
9390 done:
9391         mutex_unlock(&shares_mutex);
9392         return 0;
9393 }
9394 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9395
9396 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
9397
9398 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
9399 {
9400         return 1;
9401 }
9402
9403 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
9404
9405 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
9406
9407 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9408
9409
9410 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
9411 {
9412         struct sched_entity *se = &task->se;
9413         unsigned int rr_interval = 0;
9414
9415         /*
9416          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
9417          * idle runqueue:
9418          */
9419         if (rq->cfs.load.weight)
9420                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
9421
9422         return rr_interval;
9423 }
9424
9425 /*
9426  * All the scheduling class methods:
9427  */
9428 const struct sched_class fair_sched_class = {
9429         .next                   = &idle_sched_class,
9430         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
9431         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
9432         .yield_task             = yield_task_fair,
9433         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
9434
9435         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
9436
9437         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
9438         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
9439
9440 #ifdef CONFIG_SMP
9441         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
9442         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
9443
9444         .rq_online              = rq_online_fair,
9445         .rq_offline             = rq_offline_fair,
9446
9447         .task_dead              = task_dead_fair,
9448         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_common,
9449 #endif
9450
9451         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
9452         .task_tick              = task_tick_fair,
9453         .task_fork              = task_fork_fair,
9454
9455         .prio_changed           = prio_changed_fair,
9456         .switched_from          = switched_from_fair,
9457         .switched_to            = switched_to_fair,
9458
9459         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
9460
9461         .update_curr            = update_curr_fair,
9462
9463 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9464         .task_change_group      = task_change_group_fair,
9465 #endif
9466 };
9467
9468 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
9469 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
9470 {
9471         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
9472
9473         rcu_read_lock();
9474         for_each_leaf_cfs_rq_safe(cpu_rq(cpu), cfs_rq, pos)
9475                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
9476         rcu_read_unlock();
9477 }
9478
9479 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
9480 void show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m)
9481 {
9482         int node;
9483         unsigned long tsf = 0, tpf = 0, gsf = 0, gpf = 0;
9484
9485         for_each_online_node(node) {
9486                 if (p->numa_faults) {
9487                         tsf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
9488                         tpf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
9489                 }
9490                 if (p->numa_group) {
9491                         gsf = p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)],
9492                         gpf = p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
9493                 }
9494                 print_numa_stats(m, node, tsf, tpf, gsf, gpf);
9495         }
9496 }
9497 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
9498 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
9499
9500 __init void init_sched_fair_class(void)
9501 {
9502 #ifdef CONFIG_SMP
9503         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
9504
9505 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9506         nohz.next_balance = jiffies;
9507         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
9508 #endif
9509 #endif /* SMP */
9510
9511 }