Merge tag 'kvm-ppc-fixes-4.19-2' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[linux-2.6-microblaze.git] / kernel / sched / fair.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Completely Fair Scheduling (CFS) Class (SCHED_NORMAL/SCHED_BATCH)
4  *
5  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
6  *
7  *  Interactivity improvements by Mike Galbraith
8  *  (C) 2007 Mike Galbraith <efault@gmx.de>
9  *
10  *  Various enhancements by Dmitry Adamushko.
11  *  (C) 2007 Dmitry Adamushko <dmitry.adamushko@gmail.com>
12  *
13  *  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
14  *  Copyright IBM Corporation, 2007
15  *  Author: Srivatsa Vaddagiri <vatsa@linux.vnet.ibm.com>
16  *
17  *  Scaled math optimizations by Thomas Gleixner
18  *  Copyright (C) 2007, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
19  *
20  *  Adaptive scheduling granularity, math enhancements by Peter Zijlstra
21  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra
22  */
23 #include "sched.h"
24
25 #include <trace/events/sched.h>
26
27 /*
28  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
29  *
30  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
31  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
32  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
33  * based scheduling concepts.
34  *
35  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
36  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
37  *
38  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
39  */
40 unsigned int sysctl_sched_latency                       = 6000000ULL;
41 unsigned int normalized_sysctl_sched_latency            = 6000000ULL;
42
43 /*
44  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
45  *
46  * Options are:
47  *
48  *   SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
49  *   SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
50  *   SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
51  *
52  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
53  */
54 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
55
56 /*
57  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
58  *
59  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
60  */
61 unsigned int sysctl_sched_min_granularity               = 750000ULL;
62 unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity    = 750000ULL;
63
64 /*
65  * This value is kept at sysctl_sched_latency/sysctl_sched_min_granularity
66  */
67 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
68
69 /*
70  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
71  * parent will (try to) run first.
72  */
73 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
74
75 /*
76  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
77  *
78  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
79  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
80  * have immediate wakeup/sleep latencies.
81  *
82  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
83  */
84 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity            = 1000000UL;
85 unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
86
87 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost    = 500000UL;
88
89 #ifdef CONFIG_SMP
90 /*
91  * For asym packing, by default the lower numbered CPU has higher priority.
92  */
93 int __weak arch_asym_cpu_priority(int cpu)
94 {
95         return -cpu;
96 }
97 #endif
98
99 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
100 /*
101  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
102  * each time a cfs_rq requests quota.
103  *
104  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
105  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
106  * we will always only issue the remaining available time.
107  *
108  * (default: 5 msec, units: microseconds)
109  */
110 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice           = 5000UL;
111 #endif
112
113 /*
114  * The margin used when comparing utilization with CPU capacity:
115  * util * margin < capacity * 1024
116  *
117  * (default: ~20%)
118  */
119 unsigned int capacity_margin                            = 1280;
120
121 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
122 {
123         lw->weight += inc;
124         lw->inv_weight = 0;
125 }
126
127 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
128 {
129         lw->weight -= dec;
130         lw->inv_weight = 0;
131 }
132
133 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
134 {
135         lw->weight = w;
136         lw->inv_weight = 0;
137 }
138
139 /*
140  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
141  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
142  * to users decreases. But the relationship is not linear,
143  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
144  * number of CPUs.
145  *
146  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
147  */
148 static unsigned int get_update_sysctl_factor(void)
149 {
150         unsigned int cpus = min_t(unsigned int, num_online_cpus(), 8);
151         unsigned int factor;
152
153         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
154         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
155                 factor = 1;
156                 break;
157         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
158                 factor = cpus;
159                 break;
160         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
161         default:
162                 factor = 1 + ilog2(cpus);
163                 break;
164         }
165
166         return factor;
167 }
168
169 static void update_sysctl(void)
170 {
171         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
172
173 #define SET_SYSCTL(name) \
174         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
175         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
176         SET_SYSCTL(sched_latency);
177         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
178 #undef SET_SYSCTL
179 }
180
181 void sched_init_granularity(void)
182 {
183         update_sysctl();
184 }
185
186 #define WMULT_CONST     (~0U)
187 #define WMULT_SHIFT     32
188
189 static void __update_inv_weight(struct load_weight *lw)
190 {
191         unsigned long w;
192
193         if (likely(lw->inv_weight))
194                 return;
195
196         w = scale_load_down(lw->weight);
197
198         if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
199                 lw->inv_weight = 1;
200         else if (unlikely(!w))
201                 lw->inv_weight = WMULT_CONST;
202         else
203                 lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
204 }
205
206 /*
207  * delta_exec * weight / lw.weight
208  *   OR
209  * (delta_exec * (weight * lw->inv_weight)) >> WMULT_SHIFT
210  *
211  * Either weight := NICE_0_LOAD and lw \e sched_prio_to_wmult[], in which case
212  * we're guaranteed shift stays positive because inv_weight is guaranteed to
213  * fit 32 bits, and NICE_0_LOAD gives another 10 bits; therefore shift >= 22.
214  *
215  * Or, weight =< lw.weight (because lw.weight is the runqueue weight), thus
216  * weight/lw.weight <= 1, and therefore our shift will also be positive.
217  */
218 static u64 __calc_delta(u64 delta_exec, unsigned long weight, struct load_weight *lw)
219 {
220         u64 fact = scale_load_down(weight);
221         int shift = WMULT_SHIFT;
222
223         __update_inv_weight(lw);
224
225         if (unlikely(fact >> 32)) {
226                 while (fact >> 32) {
227                         fact >>= 1;
228                         shift--;
229                 }
230         }
231
232         /* hint to use a 32x32->64 mul */
233         fact = (u64)(u32)fact * lw->inv_weight;
234
235         while (fact >> 32) {
236                 fact >>= 1;
237                 shift--;
238         }
239
240         return mul_u64_u32_shr(delta_exec, fact, shift);
241 }
242
243
244 const struct sched_class fair_sched_class;
245
246 /**************************************************************
247  * CFS operations on generic schedulable entities:
248  */
249
250 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
251
252 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
253 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
254 {
255         return cfs_rq->rq;
256 }
257
258 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
259 {
260         SCHED_WARN_ON(!entity_is_task(se));
261         return container_of(se, struct task_struct, se);
262 }
263
264 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
265 #define for_each_sched_entity(se) \
266                 for (; se; se = se->parent)
267
268 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
269 {
270         return p->se.cfs_rq;
271 }
272
273 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
274 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
275 {
276         return se->cfs_rq;
277 }
278
279 /* runqueue "owned" by this group */
280 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
281 {
282         return grp->my_q;
283 }
284
285 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
286 {
287         if (!cfs_rq->on_list) {
288                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
289                 int cpu = cpu_of(rq);
290                 /*
291                  * Ensure we either appear before our parent (if already
292                  * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
293                  * enqueued. The fact that we always enqueue bottom-up
294                  * reduces this to two cases and a special case for the root
295                  * cfs_rq. Furthermore, it also means that we will always reset
296                  * tmp_alone_branch either when the branch is connected
297                  * to a tree or when we reach the beg of the tree
298                  */
299                 if (cfs_rq->tg->parent &&
300                     cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->on_list) {
301                         /*
302                          * If parent is already on the list, we add the child
303                          * just before. Thanks to circular linked property of
304                          * the list, this means to put the child at the tail
305                          * of the list that starts by parent.
306                          */
307                         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
308                                 &(cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->leaf_cfs_rq_list));
309                         /*
310                          * The branch is now connected to its tree so we can
311                          * reset tmp_alone_branch to the beginning of the
312                          * list.
313                          */
314                         rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
315                 } else if (!cfs_rq->tg->parent) {
316                         /*
317                          * cfs rq without parent should be put
318                          * at the tail of the list.
319                          */
320                         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
321                                 &rq->leaf_cfs_rq_list);
322                         /*
323                          * We have reach the beg of a tree so we can reset
324                          * tmp_alone_branch to the beginning of the list.
325                          */
326                         rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
327                 } else {
328                         /*
329                          * The parent has not already been added so we want to
330                          * make sure that it will be put after us.
331                          * tmp_alone_branch points to the beg of the branch
332                          * where we will add parent.
333                          */
334                         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
335                                 rq->tmp_alone_branch);
336                         /*
337                          * update tmp_alone_branch to points to the new beg
338                          * of the branch
339                          */
340                         rq->tmp_alone_branch = &cfs_rq->leaf_cfs_rq_list;
341                 }
342
343                 cfs_rq->on_list = 1;
344         }
345 }
346
347 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
348 {
349         if (cfs_rq->on_list) {
350                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
351                 cfs_rq->on_list = 0;
352         }
353 }
354
355 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
356 #define for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos)                      \
357         list_for_each_entry_safe(cfs_rq, pos, &rq->leaf_cfs_rq_list,    \
358                                  leaf_cfs_rq_list)
359
360 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
361 static inline struct cfs_rq *
362 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
363 {
364         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
365                 return se->cfs_rq;
366
367         return NULL;
368 }
369
370 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
371 {
372         return se->parent;
373 }
374
375 static void
376 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
377 {
378         int se_depth, pse_depth;
379
380         /*
381          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
382          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
383          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
384          * parent.
385          */
386
387         /* First walk up until both entities are at same depth */
388         se_depth = (*se)->depth;
389         pse_depth = (*pse)->depth;
390
391         while (se_depth > pse_depth) {
392                 se_depth--;
393                 *se = parent_entity(*se);
394         }
395
396         while (pse_depth > se_depth) {
397                 pse_depth--;
398                 *pse = parent_entity(*pse);
399         }
400
401         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
402                 *se = parent_entity(*se);
403                 *pse = parent_entity(*pse);
404         }
405 }
406
407 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
408
409 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
410 {
411         return container_of(se, struct task_struct, se);
412 }
413
414 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
415 {
416         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
417 }
418
419
420 #define for_each_sched_entity(se) \
421                 for (; se; se = NULL)
422
423 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
424 {
425         return &task_rq(p)->cfs;
426 }
427
428 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
429 {
430         struct task_struct *p = task_of(se);
431         struct rq *rq = task_rq(p);
432
433         return &rq->cfs;
434 }
435
436 /* runqueue "owned" by this group */
437 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
438 {
439         return NULL;
440 }
441
442 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
443 {
444 }
445
446 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
447 {
448 }
449
450 #define for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos)      \
451                 for (cfs_rq = &rq->cfs, pos = NULL; cfs_rq; cfs_rq = pos)
452
453 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
454 {
455         return NULL;
456 }
457
458 static inline void
459 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
460 {
461 }
462
463 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
464
465 static __always_inline
466 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec);
467
468 /**************************************************************
469  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
470  */
471
472 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
473 {
474         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
475         if (delta > 0)
476                 max_vruntime = vruntime;
477
478         return max_vruntime;
479 }
480
481 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
482 {
483         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
484         if (delta < 0)
485                 min_vruntime = vruntime;
486
487         return min_vruntime;
488 }
489
490 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
491                                 struct sched_entity *b)
492 {
493         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
494 }
495
496 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
497 {
498         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
499         struct rb_node *leftmost = rb_first_cached(&cfs_rq->tasks_timeline);
500
501         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
502
503         if (curr) {
504                 if (curr->on_rq)
505                         vruntime = curr->vruntime;
506                 else
507                         curr = NULL;
508         }
509
510         if (leftmost) { /* non-empty tree */
511                 struct sched_entity *se;
512                 se = rb_entry(leftmost, struct sched_entity, run_node);
513
514                 if (!curr)
515                         vruntime = se->vruntime;
516                 else
517                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
518         }
519
520         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
521         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
522 #ifndef CONFIG_64BIT
523         smp_wmb();
524         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
525 #endif
526 }
527
528 /*
529  * Enqueue an entity into the rb-tree:
530  */
531 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
532 {
533         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_root.rb_node;
534         struct rb_node *parent = NULL;
535         struct sched_entity *entry;
536         bool leftmost = true;
537
538         /*
539          * Find the right place in the rbtree:
540          */
541         while (*link) {
542                 parent = *link;
543                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
544                 /*
545                  * We dont care about collisions. Nodes with
546                  * the same key stay together.
547                  */
548                 if (entity_before(se, entry)) {
549                         link = &parent->rb_left;
550                 } else {
551                         link = &parent->rb_right;
552                         leftmost = false;
553                 }
554         }
555
556         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
557         rb_insert_color_cached(&se->run_node,
558                                &cfs_rq->tasks_timeline, leftmost);
559 }
560
561 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
562 {
563         rb_erase_cached(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
564 }
565
566 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
567 {
568         struct rb_node *left = rb_first_cached(&cfs_rq->tasks_timeline);
569
570         if (!left)
571                 return NULL;
572
573         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
574 }
575
576 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
577 {
578         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
579
580         if (!next)
581                 return NULL;
582
583         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
584 }
585
586 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
587 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
588 {
589         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline.rb_root);
590
591         if (!last)
592                 return NULL;
593
594         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
595 }
596
597 /**************************************************************
598  * Scheduling class statistics methods:
599  */
600
601 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
602                 void __user *buffer, size_t *lenp,
603                 loff_t *ppos)
604 {
605         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
606         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
607
608         if (ret || !write)
609                 return ret;
610
611         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
612                                         sysctl_sched_min_granularity);
613
614 #define WRT_SYSCTL(name) \
615         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
616         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
617         WRT_SYSCTL(sched_latency);
618         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
619 #undef WRT_SYSCTL
620
621         return 0;
622 }
623 #endif
624
625 /*
626  * delta /= w
627  */
628 static inline u64 calc_delta_fair(u64 delta, struct sched_entity *se)
629 {
630         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
631                 delta = __calc_delta(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
632
633         return delta;
634 }
635
636 /*
637  * The idea is to set a period in which each task runs once.
638  *
639  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
640  * this period because otherwise the slices get too small.
641  *
642  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
643  */
644 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
645 {
646         if (unlikely(nr_running > sched_nr_latency))
647                 return nr_running * sysctl_sched_min_granularity;
648         else
649                 return sysctl_sched_latency;
650 }
651
652 /*
653  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
654  * proportional to the weight.
655  *
656  * s = p*P[w/rw]
657  */
658 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
659 {
660         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
661
662         for_each_sched_entity(se) {
663                 struct load_weight *load;
664                 struct load_weight lw;
665
666                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
667                 load = &cfs_rq->load;
668
669                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
670                         lw = cfs_rq->load;
671
672                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
673                         load = &lw;
674                 }
675                 slice = __calc_delta(slice, se->load.weight, load);
676         }
677         return slice;
678 }
679
680 /*
681  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
682  *
683  * vs = s/w
684  */
685 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
686 {
687         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
688 }
689
690 #ifdef CONFIG_SMP
691 #include "pelt.h"
692 #include "sched-pelt.h"
693
694 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev_cpu, int cpu);
695 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
696
697 /* Give new sched_entity start runnable values to heavy its load in infant time */
698 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
699 {
700         struct sched_avg *sa = &se->avg;
701
702         memset(sa, 0, sizeof(*sa));
703
704         /*
705          * Tasks are intialized with full load to be seen as heavy tasks until
706          * they get a chance to stabilize to their real load level.
707          * Group entities are intialized with zero load to reflect the fact that
708          * nothing has been attached to the task group yet.
709          */
710         if (entity_is_task(se))
711                 sa->runnable_load_avg = sa->load_avg = scale_load_down(se->load.weight);
712
713         se->runnable_weight = se->load.weight;
714
715         /* when this task enqueue'ed, it will contribute to its cfs_rq's load_avg */
716 }
717
718 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
719 static void attach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se);
720
721 /*
722  * With new tasks being created, their initial util_avgs are extrapolated
723  * based on the cfs_rq's current util_avg:
724  *
725  *   util_avg = cfs_rq->util_avg / (cfs_rq->load_avg + 1) * se.load.weight
726  *
727  * However, in many cases, the above util_avg does not give a desired
728  * value. Moreover, the sum of the util_avgs may be divergent, such
729  * as when the series is a harmonic series.
730  *
731  * To solve this problem, we also cap the util_avg of successive tasks to
732  * only 1/2 of the left utilization budget:
733  *
734  *   util_avg_cap = (cpu_scale - cfs_rq->avg.util_avg) / 2^n
735  *
736  * where n denotes the nth task and cpu_scale the CPU capacity.
737  *
738  * For example, for a CPU with 1024 of capacity, a simplest series from
739  * the beginning would be like:
740  *
741  *  task  util_avg: 512, 256, 128,  64,  32,   16,    8, ...
742  * cfs_rq util_avg: 512, 768, 896, 960, 992, 1008, 1016, ...
743  *
744  * Finally, that extrapolated util_avg is clamped to the cap (util_avg_cap)
745  * if util_avg > util_avg_cap.
746  */
747 void post_init_entity_util_avg(struct sched_entity *se)
748 {
749         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
750         struct sched_avg *sa = &se->avg;
751         long cpu_scale = arch_scale_cpu_capacity(NULL, cpu_of(rq_of(cfs_rq)));
752         long cap = (long)(cpu_scale - cfs_rq->avg.util_avg) / 2;
753
754         if (cap > 0) {
755                 if (cfs_rq->avg.util_avg != 0) {
756                         sa->util_avg  = cfs_rq->avg.util_avg * se->load.weight;
757                         sa->util_avg /= (cfs_rq->avg.load_avg + 1);
758
759                         if (sa->util_avg > cap)
760                                 sa->util_avg = cap;
761                 } else {
762                         sa->util_avg = cap;
763                 }
764         }
765
766         if (entity_is_task(se)) {
767                 struct task_struct *p = task_of(se);
768                 if (p->sched_class != &fair_sched_class) {
769                         /*
770                          * For !fair tasks do:
771                          *
772                         update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
773                         attach_entity_load_avg(cfs_rq, se, 0);
774                         switched_from_fair(rq, p);
775                          *
776                          * such that the next switched_to_fair() has the
777                          * expected state.
778                          */
779                         se->avg.last_update_time = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
780                         return;
781                 }
782         }
783
784         attach_entity_cfs_rq(se);
785 }
786
787 #else /* !CONFIG_SMP */
788 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
789 {
790 }
791 void post_init_entity_util_avg(struct sched_entity *se)
792 {
793 }
794 static void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force)
795 {
796 }
797 #endif /* CONFIG_SMP */
798
799 /*
800  * Update the current task's runtime statistics.
801  */
802 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
803 {
804         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
805         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
806         u64 delta_exec;
807
808         if (unlikely(!curr))
809                 return;
810
811         delta_exec = now - curr->exec_start;
812         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
813                 return;
814
815         curr->exec_start = now;
816
817         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
818                       max(delta_exec, curr->statistics.exec_max));
819
820         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
821         schedstat_add(cfs_rq->exec_clock, delta_exec);
822
823         curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
824         update_min_vruntime(cfs_rq);
825
826         if (entity_is_task(curr)) {
827                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
828
829                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
830                 cgroup_account_cputime(curtask, delta_exec);
831                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
832         }
833
834         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
835 }
836
837 static void update_curr_fair(struct rq *rq)
838 {
839         update_curr(cfs_rq_of(&rq->curr->se));
840 }
841
842 static inline void
843 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
844 {
845         u64 wait_start, prev_wait_start;
846
847         if (!schedstat_enabled())
848                 return;
849
850         wait_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
851         prev_wait_start = schedstat_val(se->statistics.wait_start);
852
853         if (entity_is_task(se) && task_on_rq_migrating(task_of(se)) &&
854             likely(wait_start > prev_wait_start))
855                 wait_start -= prev_wait_start;
856
857         __schedstat_set(se->statistics.wait_start, wait_start);
858 }
859
860 static inline void
861 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
862 {
863         struct task_struct *p;
864         u64 delta;
865
866         if (!schedstat_enabled())
867                 return;
868
869         delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - schedstat_val(se->statistics.wait_start);
870
871         if (entity_is_task(se)) {
872                 p = task_of(se);
873                 if (task_on_rq_migrating(p)) {
874                         /*
875                          * Preserve migrating task's wait time so wait_start
876                          * time stamp can be adjusted to accumulate wait time
877                          * prior to migration.
878                          */
879                         __schedstat_set(se->statistics.wait_start, delta);
880                         return;
881                 }
882                 trace_sched_stat_wait(p, delta);
883         }
884
885         __schedstat_set(se->statistics.wait_max,
886                       max(schedstat_val(se->statistics.wait_max), delta));
887         __schedstat_inc(se->statistics.wait_count);
888         __schedstat_add(se->statistics.wait_sum, delta);
889         __schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
890 }
891
892 static inline void
893 update_stats_enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
894 {
895         struct task_struct *tsk = NULL;
896         u64 sleep_start, block_start;
897
898         if (!schedstat_enabled())
899                 return;
900
901         sleep_start = schedstat_val(se->statistics.sleep_start);
902         block_start = schedstat_val(se->statistics.block_start);
903
904         if (entity_is_task(se))
905                 tsk = task_of(se);
906
907         if (sleep_start) {
908                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - sleep_start;
909
910                 if ((s64)delta < 0)
911                         delta = 0;
912
913                 if (unlikely(delta > schedstat_val(se->statistics.sleep_max)))
914                         __schedstat_set(se->statistics.sleep_max, delta);
915
916                 __schedstat_set(se->statistics.sleep_start, 0);
917                 __schedstat_add(se->statistics.sum_sleep_runtime, delta);
918
919                 if (tsk) {
920                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
921                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
922                 }
923         }
924         if (block_start) {
925                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - block_start;
926
927                 if ((s64)delta < 0)
928                         delta = 0;
929
930                 if (unlikely(delta > schedstat_val(se->statistics.block_max)))
931                         __schedstat_set(se->statistics.block_max, delta);
932
933                 __schedstat_set(se->statistics.block_start, 0);
934                 __schedstat_add(se->statistics.sum_sleep_runtime, delta);
935
936                 if (tsk) {
937                         if (tsk->in_iowait) {
938                                 __schedstat_add(se->statistics.iowait_sum, delta);
939                                 __schedstat_inc(se->statistics.iowait_count);
940                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
941                         }
942
943                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
944
945                         /*
946                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
947                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
948                          * amount of time that the task spent sleeping:
949                          */
950                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
951                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
952                                                 (void *)get_wchan(tsk),
953                                                 delta >> 20);
954                         }
955                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
956                 }
957         }
958 }
959
960 /*
961  * Task is being enqueued - update stats:
962  */
963 static inline void
964 update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
965 {
966         if (!schedstat_enabled())
967                 return;
968
969         /*
970          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
971          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
972          */
973         if (se != cfs_rq->curr)
974                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
975
976         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
977                 update_stats_enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
978 }
979
980 static inline void
981 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
982 {
983
984         if (!schedstat_enabled())
985                 return;
986
987         /*
988          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
989          * waiting task:
990          */
991         if (se != cfs_rq->curr)
992                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
993
994         if ((flags & DEQUEUE_SLEEP) && entity_is_task(se)) {
995                 struct task_struct *tsk = task_of(se);
996
997                 if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
998                         __schedstat_set(se->statistics.sleep_start,
999                                       rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
1000                 if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
1001                         __schedstat_set(se->statistics.block_start,
1002                                       rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
1003         }
1004 }
1005
1006 /*
1007  * We are picking a new current task - update its stats:
1008  */
1009 static inline void
1010 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1011 {
1012         /*
1013          * We are starting a new run period:
1014          */
1015         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
1016 }
1017
1018 /**************************************************
1019  * Scheduling class queueing methods:
1020  */
1021
1022 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1023 /*
1024  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
1025  * calculated based on the tasks virtual memory size and
1026  * numa_balancing_scan_size.
1027  */
1028 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
1029 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
1030
1031 /* Portion of address space to scan in MB */
1032 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
1033
1034 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
1035 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
1036
1037 struct numa_group {
1038         atomic_t refcount;
1039
1040         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
1041         int nr_tasks;
1042         pid_t gid;
1043         int active_nodes;
1044
1045         struct rcu_head rcu;
1046         unsigned long total_faults;
1047         unsigned long max_faults_cpu;
1048         /*
1049          * Faults_cpu is used to decide whether memory should move
1050          * towards the CPU. As a consequence, these stats are weighted
1051          * more by CPU use than by memory faults.
1052          */
1053         unsigned long *faults_cpu;
1054         unsigned long faults[0];
1055 };
1056
1057 static inline unsigned long group_faults_priv(struct numa_group *ng);
1058 static inline unsigned long group_faults_shared(struct numa_group *ng);
1059
1060 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
1061 {
1062         unsigned long rss = 0;
1063         unsigned long nr_scan_pages;
1064
1065         /*
1066          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
1067          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
1068          * on resident pages
1069          */
1070         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
1071         rss = get_mm_rss(p->mm);
1072         if (!rss)
1073                 rss = nr_scan_pages;
1074
1075         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
1076         return rss / nr_scan_pages;
1077 }
1078
1079 /* For sanitys sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
1080 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
1081
1082 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
1083 {
1084         unsigned int scan_size = READ_ONCE(sysctl_numa_balancing_scan_size);
1085         unsigned int scan, floor;
1086         unsigned int windows = 1;
1087
1088         if (scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
1089                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / scan_size;
1090         floor = 1000 / windows;
1091
1092         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
1093         return max_t(unsigned int, floor, scan);
1094 }
1095
1096 static unsigned int task_scan_start(struct task_struct *p)
1097 {
1098         unsigned long smin = task_scan_min(p);
1099         unsigned long period = smin;
1100
1101         /* Scale the maximum scan period with the amount of shared memory. */
1102         if (p->numa_group) {
1103                 struct numa_group *ng = p->numa_group;
1104                 unsigned long shared = group_faults_shared(ng);
1105                 unsigned long private = group_faults_priv(ng);
1106
1107                 period *= atomic_read(&ng->refcount);
1108                 period *= shared + 1;
1109                 period /= private + shared + 1;
1110         }
1111
1112         return max(smin, period);
1113 }
1114
1115 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
1116 {
1117         unsigned long smin = task_scan_min(p);
1118         unsigned long smax;
1119
1120         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
1121         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
1122
1123         /* Scale the maximum scan period with the amount of shared memory. */
1124         if (p->numa_group) {
1125                 struct numa_group *ng = p->numa_group;
1126                 unsigned long shared = group_faults_shared(ng);
1127                 unsigned long private = group_faults_priv(ng);
1128                 unsigned long period = smax;
1129
1130                 period *= atomic_read(&ng->refcount);
1131                 period *= shared + 1;
1132                 period /= private + shared + 1;
1133
1134                 smax = max(smax, period);
1135         }
1136
1137         return max(smin, smax);
1138 }
1139
1140 void init_numa_balancing(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
1141 {
1142         int mm_users = 0;
1143         struct mm_struct *mm = p->mm;
1144
1145         if (mm) {
1146                 mm_users = atomic_read(&mm->mm_users);
1147                 if (mm_users == 1) {
1148                         mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
1149                         mm->numa_scan_seq = 0;
1150                 }
1151         }
1152         p->node_stamp                   = 0;
1153         p->numa_scan_seq                = mm ? mm->numa_scan_seq : 0;
1154         p->numa_scan_period             = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
1155         p->numa_work.next               = &p->numa_work;
1156         p->numa_faults                  = NULL;
1157         p->numa_group                   = NULL;
1158         p->last_task_numa_placement     = 0;
1159         p->last_sum_exec_runtime        = 0;
1160
1161         /* New address space, reset the preferred nid */
1162         if (!(clone_flags & CLONE_VM)) {
1163                 p->numa_preferred_nid = -1;
1164                 return;
1165         }
1166
1167         /*
1168          * New thread, keep existing numa_preferred_nid which should be copied
1169          * already by arch_dup_task_struct but stagger when scans start.
1170          */
1171         if (mm) {
1172                 unsigned int delay;
1173
1174                 delay = min_t(unsigned int, task_scan_max(current),
1175                         current->numa_scan_period * mm_users * NSEC_PER_MSEC);
1176                 delay += 2 * TICK_NSEC;
1177                 p->node_stamp = delay;
1178         }
1179 }
1180
1181 static void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1182 {
1183         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != -1);
1184         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1185 }
1186
1187 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1188 {
1189         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != -1);
1190         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1191 }
1192
1193 /* Shared or private faults. */
1194 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES 2
1195
1196 /* Memory and CPU locality */
1197 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS (NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * 2)
1198
1199 /* Averaged statistics, and temporary buffers. */
1200 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS (NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * 2)
1201
1202 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
1203 {
1204         return p->numa_group ? p->numa_group->gid : 0;
1205 }
1206
1207 /*
1208  * The averaged statistics, shared & private, memory & CPU,
1209  * occupy the first half of the array. The second half of the
1210  * array is for current counters, which are averaged into the
1211  * first set by task_numa_placement.
1212  */
1213 static inline int task_faults_idx(enum numa_faults_stats s, int nid, int priv)
1214 {
1215         return NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * (s * nr_node_ids + nid) + priv;
1216 }
1217
1218 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
1219 {
1220         if (!p->numa_faults)
1221                 return 0;
1222
1223         return p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1224                 p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1225 }
1226
1227 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
1228 {
1229         if (!p->numa_group)
1230                 return 0;
1231
1232         return p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1233                 p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1234 }
1235
1236 static inline unsigned long group_faults_cpu(struct numa_group *group, int nid)
1237 {
1238         return group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1239                 group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1240 }
1241
1242 static inline unsigned long group_faults_priv(struct numa_group *ng)
1243 {
1244         unsigned long faults = 0;
1245         int node;
1246
1247         for_each_online_node(node) {
1248                 faults += ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
1249         }
1250
1251         return faults;
1252 }
1253
1254 static inline unsigned long group_faults_shared(struct numa_group *ng)
1255 {
1256         unsigned long faults = 0;
1257         int node;
1258
1259         for_each_online_node(node) {
1260                 faults += ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
1261         }
1262
1263         return faults;
1264 }
1265
1266 /*
1267  * A node triggering more than 1/3 as many NUMA faults as the maximum is
1268  * considered part of a numa group's pseudo-interleaving set. Migrations
1269  * between these nodes are slowed down, to allow things to settle down.
1270  */
1271 #define ACTIVE_NODE_FRACTION 3
1272
1273 static bool numa_is_active_node(int nid, struct numa_group *ng)
1274 {
1275         return group_faults_cpu(ng, nid) * ACTIVE_NODE_FRACTION > ng->max_faults_cpu;
1276 }
1277
1278 /* Handle placement on systems where not all nodes are directly connected. */
1279 static unsigned long score_nearby_nodes(struct task_struct *p, int nid,
1280                                         int maxdist, bool task)
1281 {
1282         unsigned long score = 0;
1283         int node;
1284
1285         /*
1286          * All nodes are directly connected, and the same distance
1287          * from each other. No need for fancy placement algorithms.
1288          */
1289         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
1290                 return 0;
1291
1292         /*
1293          * This code is called for each node, introducing N^2 complexity,
1294          * which should be ok given the number of nodes rarely exceeds 8.
1295          */
1296         for_each_online_node(node) {
1297                 unsigned long faults;
1298                 int dist = node_distance(nid, node);
1299
1300                 /*
1301                  * The furthest away nodes in the system are not interesting
1302                  * for placement; nid was already counted.
1303                  */
1304                 if (dist == sched_max_numa_distance || node == nid)
1305                         continue;
1306
1307                 /*
1308                  * On systems with a backplane NUMA topology, compare groups
1309                  * of nodes, and move tasks towards the group with the most
1310                  * memory accesses. When comparing two nodes at distance
1311                  * "hoplimit", only nodes closer by than "hoplimit" are part
1312                  * of each group. Skip other nodes.
1313                  */
1314                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1315                                         dist >= maxdist)
1316                         continue;
1317
1318                 /* Add up the faults from nearby nodes. */
1319                 if (task)
1320                         faults = task_faults(p, node);
1321                 else
1322                         faults = group_faults(p, node);
1323
1324                 /*
1325                  * On systems with a glueless mesh NUMA topology, there are
1326                  * no fixed "groups of nodes". Instead, nodes that are not
1327                  * directly connected bounce traffic through intermediate
1328                  * nodes; a numa_group can occupy any set of nodes.
1329                  * The further away a node is, the less the faults count.
1330                  * This seems to result in good task placement.
1331                  */
1332                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1333                         faults *= (sched_max_numa_distance - dist);
1334                         faults /= (sched_max_numa_distance - LOCAL_DISTANCE);
1335                 }
1336
1337                 score += faults;
1338         }
1339
1340         return score;
1341 }
1342
1343 /*
1344  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
1345  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
1346  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
1347  * evenly spread out between numa nodes.
1348  */
1349 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid,
1350                                         int dist)
1351 {
1352         unsigned long faults, total_faults;
1353
1354         if (!p->numa_faults)
1355                 return 0;
1356
1357         total_faults = p->total_numa_faults;
1358
1359         if (!total_faults)
1360                 return 0;
1361
1362         faults = task_faults(p, nid);
1363         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, true);
1364
1365         return 1000 * faults / total_faults;
1366 }
1367
1368 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid,
1369                                          int dist)
1370 {
1371         unsigned long faults, total_faults;
1372
1373         if (!p->numa_group)
1374                 return 0;
1375
1376         total_faults = p->numa_group->total_faults;
1377
1378         if (!total_faults)
1379                 return 0;
1380
1381         faults = group_faults(p, nid);
1382         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, false);
1383
1384         return 1000 * faults / total_faults;
1385 }
1386
1387 bool should_numa_migrate_memory(struct task_struct *p, struct page * page,
1388                                 int src_nid, int dst_cpu)
1389 {
1390         struct numa_group *ng = p->numa_group;
1391         int dst_nid = cpu_to_node(dst_cpu);
1392         int last_cpupid, this_cpupid;
1393
1394         this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(dst_cpu, current->pid);
1395
1396         /*
1397          * Multi-stage node selection is used in conjunction with a periodic
1398          * migration fault to build a temporal task<->page relation. By using
1399          * a two-stage filter we remove short/unlikely relations.
1400          *
1401          * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist probability, we can equate
1402          * a task's usage of a particular page (n_p) per total usage of this
1403          * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
1404          *
1405          * Our periodic faults will sample this probability and getting the
1406          * same result twice in a row, given these samples are fully
1407          * independent, is then given by P(n)^2, provided our sample period
1408          * is sufficiently short compared to the usage pattern.
1409          *
1410          * This quadric squishes small probabilities, making it less likely we
1411          * act on an unlikely task<->page relation.
1412          */
1413         last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
1414         if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) &&
1415                                 cpupid_to_nid(last_cpupid) != dst_nid)
1416                 return false;
1417
1418         /* Always allow migrate on private faults */
1419         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
1420                 return true;
1421
1422         /* A shared fault, but p->numa_group has not been set up yet. */
1423         if (!ng)
1424                 return true;
1425
1426         /*
1427          * Destination node is much more heavily used than the source
1428          * node? Allow migration.
1429          */
1430         if (group_faults_cpu(ng, dst_nid) > group_faults_cpu(ng, src_nid) *
1431                                         ACTIVE_NODE_FRACTION)
1432                 return true;
1433
1434         /*
1435          * Distribute memory according to CPU & memory use on each node,
1436          * with 3/4 hysteresis to avoid unnecessary memory migrations:
1437          *
1438          * faults_cpu(dst)   3   faults_cpu(src)
1439          * --------------- * - > ---------------
1440          * faults_mem(dst)   4   faults_mem(src)
1441          */
1442         return group_faults_cpu(ng, dst_nid) * group_faults(p, src_nid) * 3 >
1443                group_faults_cpu(ng, src_nid) * group_faults(p, dst_nid) * 4;
1444 }
1445
1446 static unsigned long weighted_cpuload(struct rq *rq);
1447 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
1448 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
1449 static unsigned long capacity_of(int cpu);
1450
1451 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
1452 struct numa_stats {
1453         unsigned long load;
1454
1455         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
1456         unsigned long compute_capacity;
1457
1458         unsigned int nr_running;
1459 };
1460
1461 /*
1462  * XXX borrowed from update_sg_lb_stats
1463  */
1464 static void update_numa_stats(struct numa_stats *ns, int nid)
1465 {
1466         int smt, cpu, cpus = 0;
1467         unsigned long capacity;
1468
1469         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1470         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1471                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1472
1473                 ns->nr_running += rq->nr_running;
1474                 ns->load += weighted_cpuload(rq);
1475                 ns->compute_capacity += capacity_of(cpu);
1476
1477                 cpus++;
1478         }
1479
1480         /*
1481          * If we raced with hotplug and there are no CPUs left in our mask
1482          * the @ns structure is NULL'ed and task_numa_compare() will
1483          * not find this node attractive.
1484          *
1485          * We'll detect a huge imbalance and bail there.
1486          */
1487         if (!cpus)
1488                 return;
1489
1490         /* smt := ceil(cpus / capacity), assumes: 1 < smt_power < 2 */
1491         smt = DIV_ROUND_UP(SCHED_CAPACITY_SCALE * cpus, ns->compute_capacity);
1492         capacity = cpus / smt; /* cores */
1493
1494         capacity = min_t(unsigned, capacity,
1495                 DIV_ROUND_CLOSEST(ns->compute_capacity, SCHED_CAPACITY_SCALE));
1496 }
1497
1498 struct task_numa_env {
1499         struct task_struct *p;
1500
1501         int src_cpu, src_nid;
1502         int dst_cpu, dst_nid;
1503
1504         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1505
1506         int imbalance_pct;
1507         int dist;
1508
1509         struct task_struct *best_task;
1510         long best_imp;
1511         int best_cpu;
1512 };
1513
1514 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1515                              struct task_struct *p, long imp)
1516 {
1517         if (env->best_task)
1518                 put_task_struct(env->best_task);
1519         if (p)
1520                 get_task_struct(p);
1521
1522         env->best_task = p;
1523         env->best_imp = imp;
1524         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1525 }
1526
1527 static bool load_too_imbalanced(long src_load, long dst_load,
1528                                 struct task_numa_env *env)
1529 {
1530         long imb, old_imb;
1531         long orig_src_load, orig_dst_load;
1532         long src_capacity, dst_capacity;
1533
1534         /*
1535          * The load is corrected for the CPU capacity available on each node.
1536          *
1537          * src_load        dst_load
1538          * ------------ vs ---------
1539          * src_capacity    dst_capacity
1540          */
1541         src_capacity = env->src_stats.compute_capacity;
1542         dst_capacity = env->dst_stats.compute_capacity;
1543
1544         imb = abs(dst_load * src_capacity - src_load * dst_capacity);
1545
1546         orig_src_load = env->src_stats.load;
1547         orig_dst_load = env->dst_stats.load;
1548
1549         old_imb = abs(orig_dst_load * src_capacity - orig_src_load * dst_capacity);
1550
1551         /* Would this change make things worse? */
1552         return (imb > old_imb);
1553 }
1554
1555 /*
1556  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1557  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1558  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1559  * be exchanged with the source task
1560  */
1561 static void task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1562                               long taskimp, long groupimp, bool maymove)
1563 {
1564         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1565         struct task_struct *cur;
1566         long src_load, dst_load;
1567         long load;
1568         long imp = env->p->numa_group ? groupimp : taskimp;
1569         long moveimp = imp;
1570         int dist = env->dist;
1571
1572         rcu_read_lock();
1573         cur = task_rcu_dereference(&dst_rq->curr);
1574         if (cur && ((cur->flags & PF_EXITING) || is_idle_task(cur)))
1575                 cur = NULL;
1576
1577         /*
1578          * Because we have preemption enabled we can get migrated around and
1579          * end try selecting ourselves (current == env->p) as a swap candidate.
1580          */
1581         if (cur == env->p)
1582                 goto unlock;
1583
1584         if (!cur) {
1585                 if (maymove || imp > env->best_imp)
1586                         goto assign;
1587                 else
1588                         goto unlock;
1589         }
1590
1591         /*
1592          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1593          * source and destination node. Calculate the total differential for
1594          * the source task and potential destination task. The more negative
1595          * the value is, the more remote accesses that would be expected to
1596          * be incurred if the tasks were swapped.
1597          */
1598         /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu */
1599         if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, &cur->cpus_allowed))
1600                 goto unlock;
1601
1602         /*
1603          * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1604          * in any group then look only at task weights.
1605          */
1606         if (cur->numa_group == env->p->numa_group) {
1607                 imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1608                       task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1609                 /*
1610                  * Add some hysteresis to prevent swapping the
1611                  * tasks within a group over tiny differences.
1612                  */
1613                 if (cur->numa_group)
1614                         imp -= imp / 16;
1615         } else {
1616                 /*
1617                  * Compare the group weights. If a task is all by itself
1618                  * (not part of a group), use the task weight instead.
1619                  */
1620                 if (cur->numa_group && env->p->numa_group)
1621                         imp += group_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1622                                group_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1623                 else
1624                         imp += task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1625                                task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1626         }
1627
1628         if (imp <= env->best_imp)
1629                 goto unlock;
1630
1631         if (maymove && moveimp > imp && moveimp > env->best_imp) {
1632                 imp = moveimp - 1;
1633                 cur = NULL;
1634                 goto assign;
1635         }
1636
1637         /*
1638          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1639          */
1640         load = task_h_load(env->p) - task_h_load(cur);
1641         if (!load)
1642                 goto assign;
1643
1644         dst_load = env->dst_stats.load + load;
1645         src_load = env->src_stats.load - load;
1646
1647         if (load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env))
1648                 goto unlock;
1649
1650 assign:
1651         /*
1652          * One idle CPU per node is evaluated for a task numa move.
1653          * Call select_idle_sibling to maybe find a better one.
1654          */
1655         if (!cur) {
1656                 /*
1657                  * select_idle_siblings() uses an per-CPU cpumask that
1658                  * can be used from IRQ context.
1659                  */
1660                 local_irq_disable();
1661                 env->dst_cpu = select_idle_sibling(env->p, env->src_cpu,
1662                                                    env->dst_cpu);
1663                 local_irq_enable();
1664         }
1665
1666         task_numa_assign(env, cur, imp);
1667 unlock:
1668         rcu_read_unlock();
1669 }
1670
1671 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1672                                 long taskimp, long groupimp)
1673 {
1674         long src_load, dst_load, load;
1675         bool maymove = false;
1676         int cpu;
1677
1678         load = task_h_load(env->p);
1679         dst_load = env->dst_stats.load + load;
1680         src_load = env->src_stats.load - load;
1681
1682         /*
1683          * If the improvement from just moving env->p direction is better
1684          * than swapping tasks around, check if a move is possible.
1685          */
1686         maymove = !load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env);
1687
1688         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1689                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1690                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, &env->p->cpus_allowed))
1691                         continue;
1692
1693                 env->dst_cpu = cpu;
1694                 task_numa_compare(env, taskimp, groupimp, maymove);
1695         }
1696 }
1697
1698 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1699 {
1700         struct task_numa_env env = {
1701                 .p = p,
1702
1703                 .src_cpu = task_cpu(p),
1704                 .src_nid = task_node(p),
1705
1706                 .imbalance_pct = 112,
1707
1708                 .best_task = NULL,
1709                 .best_imp = 0,
1710                 .best_cpu = -1,
1711         };
1712         struct sched_domain *sd;
1713         unsigned long taskweight, groupweight;
1714         int nid, ret, dist;
1715         long taskimp, groupimp;
1716
1717         /*
1718          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1719          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1720          *
1721          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1722          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1723          * to satisfy here.
1724          */
1725         rcu_read_lock();
1726         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1727         if (sd)
1728                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1729         rcu_read_unlock();
1730
1731         /*
1732          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
1733          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
1734          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
1735          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
1736          */
1737         if (unlikely(!sd)) {
1738                 sched_setnuma(p, task_node(p));
1739                 return -EINVAL;
1740         }
1741
1742         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
1743         dist = env.dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1744         taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1745         groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1746         update_numa_stats(&env.src_stats, env.src_nid);
1747         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid, dist) - taskweight;
1748         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid, dist) - groupweight;
1749         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1750
1751         /* Try to find a spot on the preferred nid. */
1752         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1753
1754         /*
1755          * Look at other nodes in these cases:
1756          * - there is no space available on the preferred_nid
1757          * - the task is part of a numa_group that is interleaved across
1758          *   multiple NUMA nodes; in order to better consolidate the group,
1759          *   we need to check other locations.
1760          */
1761         if (env.best_cpu == -1 || (p->numa_group && p->numa_group->active_nodes > 1)) {
1762                 for_each_online_node(nid) {
1763                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
1764                                 continue;
1765
1766                         dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1767                         if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1768                                                 dist != env.dist) {
1769                                 taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1770                                 groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1771                         }
1772
1773                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
1774                         taskimp = task_weight(p, nid, dist) - taskweight;
1775                         groupimp = group_weight(p, nid, dist) - groupweight;
1776                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
1777                                 continue;
1778
1779                         env.dist = dist;
1780                         env.dst_nid = nid;
1781                         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1782                         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1783                 }
1784         }
1785
1786         /*
1787          * If the task is part of a workload that spans multiple NUMA nodes,
1788          * and is migrating into one of the workload's active nodes, remember
1789          * this node as the task's preferred numa node, so the workload can
1790          * settle down.
1791          * A task that migrated to a second choice node will be better off
1792          * trying for a better one later. Do not set the preferred node here.
1793          */
1794         if (p->numa_group) {
1795                 if (env.best_cpu == -1)
1796                         nid = env.src_nid;
1797                 else
1798                         nid = cpu_to_node(env.best_cpu);
1799
1800                 if (nid != p->numa_preferred_nid)
1801                         sched_setnuma(p, nid);
1802         }
1803
1804         /* No better CPU than the current one was found. */
1805         if (env.best_cpu == -1)
1806                 return -EAGAIN;
1807
1808         /*
1809          * Reset the scan period if the task is being rescheduled on an
1810          * alternative node to recheck if the tasks is now properly placed.
1811          */
1812         p->numa_scan_period = task_scan_start(p);
1813
1814         if (env.best_task == NULL) {
1815                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
1816                 if (ret != 0)
1817                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_cpu);
1818                 return ret;
1819         }
1820
1821         ret = migrate_swap(p, env.best_task, env.best_cpu, env.src_cpu);
1822
1823         if (ret != 0)
1824                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, task_cpu(env.best_task));
1825         put_task_struct(env.best_task);
1826         return ret;
1827 }
1828
1829 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
1830 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
1831 {
1832         unsigned long interval = HZ;
1833
1834         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
1835         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == -1 || !p->numa_faults))
1836                 return;
1837
1838         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
1839         interval = min(interval, msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period) / 16);
1840         p->numa_migrate_retry = jiffies + interval;
1841
1842         /* Success if task is already running on preferred CPU */
1843         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
1844                 return;
1845
1846         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
1847         task_numa_migrate(p);
1848 }
1849
1850 /*
1851  * Find out how many nodes on the workload is actively running on. Do this by
1852  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
1853  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
1854  * located.
1855  */
1856 static void numa_group_count_active_nodes(struct numa_group *numa_group)
1857 {
1858         unsigned long faults, max_faults = 0;
1859         int nid, active_nodes = 0;
1860
1861         for_each_online_node(nid) {
1862                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1863                 if (faults > max_faults)
1864                         max_faults = faults;
1865         }
1866
1867         for_each_online_node(nid) {
1868                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1869                 if (faults * ACTIVE_NODE_FRACTION > max_faults)
1870                         active_nodes++;
1871         }
1872
1873         numa_group->max_faults_cpu = max_faults;
1874         numa_group->active_nodes = active_nodes;
1875 }
1876
1877 /*
1878  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
1879  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
1880  * period will be for the next scan window. If local/(local+remote) ratio is
1881  * below NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS)
1882  * the scan period will decrease. Aim for 70% local accesses.
1883  */
1884 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
1885 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 7
1886
1887 /*
1888  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
1889  * our memory is already on our local node, or if the majority of
1890  * the page accesses are shared with other processes.
1891  * Otherwise, decrease the scan period.
1892  */
1893 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
1894                         unsigned long shared, unsigned long private)
1895 {
1896         unsigned int period_slot;
1897         int lr_ratio, ps_ratio;
1898         int diff;
1899
1900         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
1901         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
1902
1903         /*
1904          * If there were no record hinting faults then either the task is
1905          * completely idle or all activity is areas that are not of interest
1906          * to automatic numa balancing. Related to that, if there were failed
1907          * migration then it implies we are migrating too quickly or the local
1908          * node is overloaded. In either case, scan slower
1909          */
1910         if (local + shared == 0 || p->numa_faults_locality[2]) {
1911                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1912                         p->numa_scan_period << 1);
1913
1914                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
1915                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1916
1917                 return;
1918         }
1919
1920         /*
1921          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
1922          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
1923          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
1924          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
1925          */
1926         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
1927         lr_ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
1928         ps_ratio = (private * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (private + shared);
1929
1930         if (ps_ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
1931                 /*
1932                  * Most memory accesses are local. There is no need to
1933                  * do fast NUMA scanning, since memory is already local.
1934                  */
1935                 int slot = ps_ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
1936                 if (!slot)
1937                         slot = 1;
1938                 diff = slot * period_slot;
1939         } else if (lr_ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
1940                 /*
1941                  * Most memory accesses are shared with other tasks.
1942                  * There is no point in continuing fast NUMA scanning,
1943                  * since other tasks may just move the memory elsewhere.
1944                  */
1945                 int slot = lr_ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
1946                 if (!slot)
1947                         slot = 1;
1948                 diff = slot * period_slot;
1949         } else {
1950                 /*
1951                  * Private memory faults exceed (SLOTS-THRESHOLD)/SLOTS,
1952                  * yet they are not on the local NUMA node. Speed up
1953                  * NUMA scanning to get the memory moved over.
1954                  */
1955                 int ratio = max(lr_ratio, ps_ratio);
1956                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
1957         }
1958
1959         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
1960                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
1961         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
1962 }
1963
1964 /*
1965  * Get the fraction of time the task has been running since the last
1966  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
1967  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
1968  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
1969  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
1970  */
1971 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
1972 {
1973         u64 runtime, delta, now;
1974         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
1975         now = p->se.exec_start;
1976         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1977
1978         if (p->last_task_numa_placement) {
1979                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
1980                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
1981         } else {
1982                 delta = p->se.avg.load_sum;
1983                 *period = LOAD_AVG_MAX;
1984         }
1985
1986         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
1987         p->last_task_numa_placement = now;
1988
1989         return delta;
1990 }
1991
1992 /*
1993  * Determine the preferred nid for a task in a numa_group. This needs to
1994  * be done in a way that produces consistent results with group_weight,
1995  * otherwise workloads might not converge.
1996  */
1997 static int preferred_group_nid(struct task_struct *p, int nid)
1998 {
1999         nodemask_t nodes;
2000         int dist;
2001
2002         /* Direct connections between all NUMA nodes. */
2003         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
2004                 return nid;
2005
2006         /*
2007          * On a system with glueless mesh NUMA topology, group_weight
2008          * scores nodes according to the number of NUMA hinting faults on
2009          * both the node itself, and on nearby nodes.
2010          */
2011         if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
2012                 unsigned long score, max_score = 0;
2013                 int node, max_node = nid;
2014
2015                 dist = sched_max_numa_distance;
2016
2017                 for_each_online_node(node) {
2018                         score = group_weight(p, node, dist);
2019                         if (score > max_score) {
2020                                 max_score = score;
2021                                 max_node = node;
2022                         }
2023                 }
2024                 return max_node;
2025         }
2026
2027         /*
2028          * Finding the preferred nid in a system with NUMA backplane
2029          * interconnect topology is more involved. The goal is to locate
2030          * tasks from numa_groups near each other in the system, and
2031          * untangle workloads from different sides of the system. This requires
2032          * searching down the hierarchy of node groups, recursively searching
2033          * inside the highest scoring group of nodes. The nodemask tricks
2034          * keep the complexity of the search down.
2035          */
2036         nodes = node_online_map;
2037         for (dist = sched_max_numa_distance; dist > LOCAL_DISTANCE; dist--) {
2038                 unsigned long max_faults = 0;
2039                 nodemask_t max_group = NODE_MASK_NONE;
2040                 int a, b;
2041
2042                 /* Are there nodes at this distance from each other? */
2043                 if (!find_numa_distance(dist))
2044                         continue;
2045
2046                 for_each_node_mask(a, nodes) {
2047                         unsigned long faults = 0;
2048                         nodemask_t this_group;
2049                         nodes_clear(this_group);
2050
2051                         /* Sum group's NUMA faults; includes a==b case. */
2052                         for_each_node_mask(b, nodes) {
2053                                 if (node_distance(a, b) < dist) {
2054                                         faults += group_faults(p, b);
2055                                         node_set(b, this_group);
2056                                         node_clear(b, nodes);
2057                                 }
2058                         }
2059
2060                         /* Remember the top group. */
2061                         if (faults > max_faults) {
2062                                 max_faults = faults;
2063                                 max_group = this_group;
2064                                 /*
2065                                  * subtle: at the smallest distance there is
2066                                  * just one node left in each "group", the
2067                                  * winner is the preferred nid.
2068                                  */
2069                                 nid = a;
2070                         }
2071                 }
2072                 /* Next round, evaluate the nodes within max_group. */
2073                 if (!max_faults)
2074                         break;
2075                 nodes = max_group;
2076         }
2077         return nid;
2078 }
2079
2080 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
2081 {
2082         int seq, nid, max_nid = -1;
2083         unsigned long max_faults = 0;
2084         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
2085         unsigned long total_faults;
2086         u64 runtime, period;
2087         spinlock_t *group_lock = NULL;
2088
2089         /*
2090          * The p->mm->numa_scan_seq field gets updated without
2091          * exclusive access. Use READ_ONCE() here to ensure
2092          * that the field is read in a single access:
2093          */
2094         seq = READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
2095         if (p->numa_scan_seq == seq)
2096                 return;
2097         p->numa_scan_seq = seq;
2098         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2099
2100         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
2101                        p->numa_faults_locality[1];
2102         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
2103
2104         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
2105         if (p->numa_group) {
2106                 group_lock = &p->numa_group->lock;
2107                 spin_lock_irq(group_lock);
2108         }
2109
2110         /* Find the node with the highest number of faults */
2111         for_each_online_node(nid) {
2112                 /* Keep track of the offsets in numa_faults array */
2113                 int mem_idx, membuf_idx, cpu_idx, cpubuf_idx;
2114                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
2115                 int priv;
2116
2117                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
2118                         long diff, f_diff, f_weight;
2119
2120                         mem_idx = task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, priv);
2121                         membuf_idx = task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, nid, priv);
2122                         cpu_idx = task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, priv);
2123                         cpubuf_idx = task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, nid, priv);
2124
2125                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
2126                         diff = p->numa_faults[membuf_idx] - p->numa_faults[mem_idx] / 2;
2127                         fault_types[priv] += p->numa_faults[membuf_idx];
2128                         p->numa_faults[membuf_idx] = 0;
2129
2130                         /*
2131                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
2132                          * count according to CPU use, instead of by the raw
2133                          * number of faults. Tasks with little runtime have
2134                          * little over-all impact on throughput, and thus their
2135                          * faults are less important.
2136                          */
2137                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
2138                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults[cpubuf_idx]) /
2139                                    (total_faults + 1);
2140                         f_diff = f_weight - p->numa_faults[cpu_idx] / 2;
2141                         p->numa_faults[cpubuf_idx] = 0;
2142
2143                         p->numa_faults[mem_idx] += diff;
2144                         p->numa_faults[cpu_idx] += f_diff;
2145                         faults += p->numa_faults[mem_idx];
2146                         p->total_numa_faults += diff;
2147                         if (p->numa_group) {
2148                                 /*
2149                                  * safe because we can only change our own group
2150                                  *
2151                                  * mem_idx represents the offset for a given
2152                                  * nid and priv in a specific region because it
2153                                  * is at the beginning of the numa_faults array.
2154                                  */
2155                                 p->numa_group->faults[mem_idx] += diff;
2156                                 p->numa_group->faults_cpu[mem_idx] += f_diff;
2157                                 p->numa_group->total_faults += diff;
2158                                 group_faults += p->numa_group->faults[mem_idx];
2159                         }
2160                 }
2161
2162                 if (!p->numa_group) {
2163                         if (faults > max_faults) {
2164                                 max_faults = faults;
2165                                 max_nid = nid;
2166                         }
2167                 } else if (group_faults > max_faults) {
2168                         max_faults = group_faults;
2169                         max_nid = nid;
2170                 }
2171         }
2172
2173         if (p->numa_group) {
2174                 numa_group_count_active_nodes(p->numa_group);
2175                 spin_unlock_irq(group_lock);
2176                 max_nid = preferred_group_nid(p, max_nid);
2177         }
2178
2179         if (max_faults) {
2180                 /* Set the new preferred node */
2181                 if (max_nid != p->numa_preferred_nid)
2182                         sched_setnuma(p, max_nid);
2183         }
2184
2185         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
2186 }
2187
2188 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
2189 {
2190         return atomic_inc_not_zero(&grp->refcount);
2191 }
2192
2193 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
2194 {
2195         if (atomic_dec_and_test(&grp->refcount))
2196                 kfree_rcu(grp, rcu);
2197 }
2198
2199 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
2200                         int *priv)
2201 {
2202         struct numa_group *grp, *my_grp;
2203         struct task_struct *tsk;
2204         bool join = false;
2205         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
2206         int i;
2207
2208         if (unlikely(!p->numa_group)) {
2209                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
2210                                     4*nr_node_ids*sizeof(unsigned long);
2211
2212                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
2213                 if (!grp)
2214                         return;
2215
2216                 atomic_set(&grp->refcount, 1);
2217                 grp->active_nodes = 1;
2218                 grp->max_faults_cpu = 0;
2219                 spin_lock_init(&grp->lock);
2220                 grp->gid = p->pid;
2221                 /* Second half of the array tracks nids where faults happen */
2222                 grp->faults_cpu = grp->faults + NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES *
2223                                                 nr_node_ids;
2224
2225                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2226                         grp->faults[i] = p->numa_faults[i];
2227
2228                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
2229
2230                 grp->nr_tasks++;
2231                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2232         }
2233
2234         rcu_read_lock();
2235         tsk = READ_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
2236
2237         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
2238                 goto no_join;
2239
2240         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
2241         if (!grp)
2242                 goto no_join;
2243
2244         my_grp = p->numa_group;
2245         if (grp == my_grp)
2246                 goto no_join;
2247
2248         /*
2249          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
2250          * the other task will join us.
2251          */
2252         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
2253                 goto no_join;
2254
2255         /*
2256          * Tie-break on the grp address.
2257          */
2258         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
2259                 goto no_join;
2260
2261         /* Always join threads in the same process. */
2262         if (tsk->mm == current->mm)
2263                 join = true;
2264
2265         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
2266         if (flags & TNF_SHARED)
2267                 join = true;
2268
2269         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
2270         *priv = !join;
2271
2272         if (join && !get_numa_group(grp))
2273                 goto no_join;
2274
2275         rcu_read_unlock();
2276
2277         if (!join)
2278                 return;
2279
2280         BUG_ON(irqs_disabled());
2281         double_lock_irq(&my_grp->lock, &grp->lock);
2282
2283         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
2284                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2285                 grp->faults[i] += p->numa_faults[i];
2286         }
2287         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2288         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
2289
2290         my_grp->nr_tasks--;
2291         grp->nr_tasks++;
2292
2293         spin_unlock(&my_grp->lock);
2294         spin_unlock_irq(&grp->lock);
2295
2296         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2297
2298         put_numa_group(my_grp);
2299         return;
2300
2301 no_join:
2302         rcu_read_unlock();
2303         return;
2304 }
2305
2306 void task_numa_free(struct task_struct *p)
2307 {
2308         struct numa_group *grp = p->numa_group;
2309         void *numa_faults = p->numa_faults;
2310         unsigned long flags;
2311         int i;
2312
2313         if (grp) {
2314                 spin_lock_irqsave(&grp->lock, flags);
2315                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2316                         grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2317                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2318
2319                 grp->nr_tasks--;
2320                 spin_unlock_irqrestore(&grp->lock, flags);
2321                 RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2322                 put_numa_group(grp);
2323         }
2324
2325         p->numa_faults = NULL;
2326         kfree(numa_faults);
2327 }
2328
2329 /*
2330  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
2331  */
2332 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
2333 {
2334         struct task_struct *p = current;
2335         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
2336         int cpu_node = task_node(current);
2337         int local = !!(flags & TNF_FAULT_LOCAL);
2338         struct numa_group *ng;
2339         int priv;
2340
2341         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2342                 return;
2343
2344         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
2345         if (!p->mm)
2346                 return;
2347
2348         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
2349         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
2350                 int size = sizeof(*p->numa_faults) *
2351                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
2352
2353                 p->numa_faults = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
2354                 if (!p->numa_faults)
2355                         return;
2356
2357                 p->total_numa_faults = 0;
2358                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2359         }
2360
2361         /*
2362          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
2363          * to be private if the accessing pid has not changed
2364          */
2365         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
2366                 priv = 1;
2367         } else {
2368                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
2369                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
2370                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
2371         }
2372
2373         /*
2374          * If a workload spans multiple NUMA nodes, a shared fault that
2375          * occurs wholly within the set of nodes that the workload is
2376          * actively using should be counted as local. This allows the
2377          * scan rate to slow down when a workload has settled down.
2378          */
2379         ng = p->numa_group;
2380         if (!priv && !local && ng && ng->active_nodes > 1 &&
2381                                 numa_is_active_node(cpu_node, ng) &&
2382                                 numa_is_active_node(mem_node, ng))
2383                 local = 1;
2384
2385         /*
2386          * Retry task to preferred node migration periodically, in case it
2387          * case it previously failed, or the scheduler moved us.
2388          */
2389         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry)) {
2390                 task_numa_placement(p);
2391                 numa_migrate_preferred(p);
2392         }
2393
2394         if (migrated)
2395                 p->numa_pages_migrated += pages;
2396         if (flags & TNF_MIGRATE_FAIL)
2397                 p->numa_faults_locality[2] += pages;
2398
2399         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, mem_node, priv)] += pages;
2400         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, cpu_node, priv)] += pages;
2401         p->numa_faults_locality[local] += pages;
2402 }
2403
2404 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
2405 {
2406         /*
2407          * We only did a read acquisition of the mmap sem, so
2408          * p->mm->numa_scan_seq is written to without exclusive access
2409          * and the update is not guaranteed to be atomic. That's not
2410          * much of an issue though, since this is just used for
2411          * statistical sampling. Use READ_ONCE/WRITE_ONCE, which are not
2412          * expensive, to avoid any form of compiler optimizations:
2413          */
2414         WRITE_ONCE(p->mm->numa_scan_seq, READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq) + 1);
2415         p->mm->numa_scan_offset = 0;
2416 }
2417
2418 /*
2419  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
2420  * Triggered from task_tick_numa().
2421  */
2422 void task_numa_work(struct callback_head *work)
2423 {
2424         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
2425         struct task_struct *p = current;
2426         struct mm_struct *mm = p->mm;
2427         u64 runtime = p->se.sum_exec_runtime;
2428         struct vm_area_struct *vma;
2429         unsigned long start, end;
2430         unsigned long nr_pte_updates = 0;
2431         long pages, virtpages;
2432
2433         SCHED_WARN_ON(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
2434
2435         work->next = work; /* protect against double add */
2436         /*
2437          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
2438          *
2439          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
2440          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
2441          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
2442          * work.
2443          */
2444         if (p->flags & PF_EXITING)
2445                 return;
2446
2447         if (!mm->numa_next_scan) {
2448                 mm->numa_next_scan = now +
2449                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2450         }
2451
2452         /*
2453          * Enforce maximal scan/migration frequency..
2454          */
2455         migrate = mm->numa_next_scan;
2456         if (time_before(now, migrate))
2457                 return;
2458
2459         if (p->numa_scan_period == 0) {
2460                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2461                 p->numa_scan_period = task_scan_start(p);
2462         }
2463
2464         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2465         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
2466                 return;
2467
2468         /*
2469          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
2470          * the next time around.
2471          */
2472         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
2473
2474         start = mm->numa_scan_offset;
2475         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
2476         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
2477         virtpages = pages * 8;     /* Scan up to this much virtual space */
2478         if (!pages)
2479                 return;
2480
2481
2482         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))
2483                 return;
2484         vma = find_vma(mm, start);
2485         if (!vma) {
2486                 reset_ptenuma_scan(p);
2487                 start = 0;
2488                 vma = mm->mmap;
2489         }
2490         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
2491                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(vma) ||
2492                         is_vm_hugetlb_page(vma) || (vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP)) {
2493                         continue;
2494                 }
2495
2496                 /*
2497                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
2498                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
2499                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
2500                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
2501                  */
2502                 if (!vma->vm_mm ||
2503                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
2504                         continue;
2505
2506                 /*
2507                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
2508                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
2509                  */
2510                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
2511                         continue;
2512
2513                 do {
2514                         start = max(start, vma->vm_start);
2515                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
2516                         end = min(end, vma->vm_end);
2517                         nr_pte_updates = change_prot_numa(vma, start, end);
2518
2519                         /*
2520                          * Try to scan sysctl_numa_balancing_size worth of
2521                          * hpages that have at least one present PTE that
2522                          * is not already pte-numa. If the VMA contains
2523                          * areas that are unused or already full of prot_numa
2524                          * PTEs, scan up to virtpages, to skip through those
2525                          * areas faster.
2526                          */
2527                         if (nr_pte_updates)
2528                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2529                         virtpages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2530
2531                         start = end;
2532                         if (pages <= 0 || virtpages <= 0)
2533                                 goto out;
2534
2535                         cond_resched();
2536                 } while (end != vma->vm_end);
2537         }
2538
2539 out:
2540         /*
2541          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
2542          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
2543          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
2544          * scanner to the start so check it now.
2545          */
2546         if (vma)
2547                 mm->numa_scan_offset = start;
2548         else
2549                 reset_ptenuma_scan(p);
2550         up_read(&mm->mmap_sem);
2551
2552         /*
2553          * Make sure tasks use at least 32x as much time to run other code
2554          * than they used here, to limit NUMA PTE scanning overhead to 3% max.
2555          * Usually update_task_scan_period slows down scanning enough; on an
2556          * overloaded system we need to limit overhead on a per task basis.
2557          */
2558         if (unlikely(p->se.sum_exec_runtime != runtime)) {
2559                 u64 diff = p->se.sum_exec_runtime - runtime;
2560                 p->node_stamp += 32 * diff;
2561         }
2562 }
2563
2564 /*
2565  * Drive the periodic memory faults..
2566  */
2567 void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2568 {
2569         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
2570         u64 period, now;
2571
2572         /*
2573          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
2574          */
2575         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
2576                 return;
2577
2578         /*
2579          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
2580          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
2581          * task needs to have done some actual work before we bother with
2582          * NUMA placement.
2583          */
2584         now = curr->se.sum_exec_runtime;
2585         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
2586
2587         if (now > curr->node_stamp + period) {
2588                 if (!curr->node_stamp)
2589                         curr->numa_scan_period = task_scan_start(curr);
2590                 curr->node_stamp += period;
2591
2592                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
2593                         init_task_work(work, task_numa_work); /* TODO: move this into sched_fork() */
2594                         task_work_add(curr, work, true);
2595                 }
2596         }
2597 }
2598
2599 #else
2600 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2601 {
2602 }
2603
2604 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2605 {
2606 }
2607
2608 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2609 {
2610 }
2611
2612 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2613
2614 static void
2615 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2616 {
2617         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2618         if (!parent_entity(se))
2619                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2620 #ifdef CONFIG_SMP
2621         if (entity_is_task(se)) {
2622                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2623
2624                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
2625                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
2626         }
2627 #endif
2628         cfs_rq->nr_running++;
2629 }
2630
2631 static void
2632 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2633 {
2634         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2635         if (!parent_entity(se))
2636                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2637 #ifdef CONFIG_SMP
2638         if (entity_is_task(se)) {
2639                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
2640                 list_del_init(&se->group_node);
2641         }
2642 #endif
2643         cfs_rq->nr_running--;
2644 }
2645
2646 /*
2647  * Signed add and clamp on underflow.
2648  *
2649  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
2650  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
2651  * values.
2652  */
2653 #define add_positive(_ptr, _val) do {                           \
2654         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
2655         typeof(_val) val = (_val);                              \
2656         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
2657                                                                 \
2658         res = var + val;                                        \
2659                                                                 \
2660         if (val < 0 && res > var)                               \
2661                 res = 0;                                        \
2662                                                                 \
2663         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
2664 } while (0)
2665
2666 /*
2667  * Unsigned subtract and clamp on underflow.
2668  *
2669  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
2670  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
2671  * values.
2672  */
2673 #define sub_positive(_ptr, _val) do {                           \
2674         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
2675         typeof(*ptr) val = (_val);                              \
2676         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
2677         res = var - val;                                        \
2678         if (res > var)                                          \
2679                 res = 0;                                        \
2680         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
2681 } while (0)
2682
2683 #ifdef CONFIG_SMP
2684 static inline void
2685 enqueue_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2686 {
2687         cfs_rq->runnable_weight += se->runnable_weight;
2688
2689         cfs_rq->avg.runnable_load_avg += se->avg.runnable_load_avg;
2690         cfs_rq->avg.runnable_load_sum += se_runnable(se) * se->avg.runnable_load_sum;
2691 }
2692
2693 static inline void
2694 dequeue_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2695 {
2696         cfs_rq->runnable_weight -= se->runnable_weight;
2697
2698         sub_positive(&cfs_rq->avg.runnable_load_avg, se->avg.runnable_load_avg);
2699         sub_positive(&cfs_rq->avg.runnable_load_sum,
2700                      se_runnable(se) * se->avg.runnable_load_sum);
2701 }
2702
2703 static inline void
2704 enqueue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2705 {
2706         cfs_rq->avg.load_avg += se->avg.load_avg;
2707         cfs_rq->avg.load_sum += se_weight(se) * se->avg.load_sum;
2708 }
2709
2710 static inline void
2711 dequeue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2712 {
2713         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, se->avg.load_avg);
2714         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, se_weight(se) * se->avg.load_sum);
2715 }
2716 #else
2717 static inline void
2718 enqueue_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
2719 static inline void
2720 dequeue_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
2721 static inline void
2722 enqueue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
2723 static inline void
2724 dequeue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
2725 #endif
2726
2727 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
2728                             unsigned long weight, unsigned long runnable)
2729 {
2730         if (se->on_rq) {
2731                 /* commit outstanding execution time */
2732                 if (cfs_rq->curr == se)
2733                         update_curr(cfs_rq);
2734                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2735                 dequeue_runnable_load_avg(cfs_rq, se);
2736         }
2737         dequeue_load_avg(cfs_rq, se);
2738
2739         se->runnable_weight = runnable;
2740         update_load_set(&se->load, weight);
2741
2742 #ifdef CONFIG_SMP
2743         do {
2744                 u32 divider = LOAD_AVG_MAX - 1024 + se->avg.period_contrib;
2745
2746                 se->avg.load_avg = div_u64(se_weight(se) * se->avg.load_sum, divider);
2747                 se->avg.runnable_load_avg =
2748                         div_u64(se_runnable(se) * se->avg.runnable_load_sum, divider);
2749         } while (0);
2750 #endif
2751
2752         enqueue_load_avg(cfs_rq, se);
2753         if (se->on_rq) {
2754                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2755                 enqueue_runnable_load_avg(cfs_rq, se);
2756         }
2757 }
2758
2759 void reweight_task(struct task_struct *p, int prio)
2760 {
2761         struct sched_entity *se = &p->se;
2762         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2763         struct load_weight *load = &se->load;
2764         unsigned long weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
2765
2766         reweight_entity(cfs_rq, se, weight, weight);
2767         load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
2768 }
2769
2770 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2771 #ifdef CONFIG_SMP
2772 /*
2773  * All this does is approximate the hierarchical proportion which includes that
2774  * global sum we all love to hate.
2775  *
2776  * That is, the weight of a group entity, is the proportional share of the
2777  * group weight based on the group runqueue weights. That is:
2778  *
2779  *                     tg->weight * grq->load.weight
2780  *   ge->load.weight = -----------------------------               (1)
2781  *                        \Sum grq->load.weight
2782  *
2783  * Now, because computing that sum is prohibitively expensive to compute (been
2784  * there, done that) we approximate it with this average stuff. The average
2785  * moves slower and therefore the approximation is cheaper and more stable.
2786  *
2787  * So instead of the above, we substitute:
2788  *
2789  *   grq->load.weight -> grq->avg.load_avg                         (2)
2790  *
2791  * which yields the following:
2792  *
2793  *                     tg->weight * grq->avg.load_avg
2794  *   ge->load.weight = ------------------------------              (3)
2795  *                              tg->load_avg
2796  *
2797  * Where: tg->load_avg ~= \Sum grq->avg.load_avg
2798  *
2799  * That is shares_avg, and it is right (given the approximation (2)).
2800  *
2801  * The problem with it is that because the average is slow -- it was designed
2802  * to be exactly that of course -- this leads to transients in boundary
2803  * conditions. In specific, the case where the group was idle and we start the
2804  * one task. It takes time for our CPU's grq->avg.load_avg to build up,
2805  * yielding bad latency etc..
2806  *
2807  * Now, in that special case (1) reduces to:
2808  *
2809  *                     tg->weight * grq->load.weight
2810  *   ge->load.weight = ----------------------------- = tg->weight   (4)
2811  *                          grp->load.weight
2812  *
2813  * That is, the sum collapses because all other CPUs are idle; the UP scenario.
2814  *
2815  * So what we do is modify our approximation (3) to approach (4) in the (near)
2816  * UP case, like:
2817  *
2818  *   ge->load.weight =
2819  *
2820  *              tg->weight * grq->load.weight
2821  *     ---------------------------------------------------         (5)
2822  *     tg->load_avg - grq->avg.load_avg + grq->load.weight
2823  *
2824  * But because grq->load.weight can drop to 0, resulting in a divide by zero,
2825  * we need to use grq->avg.load_avg as its lower bound, which then gives:
2826  *
2827  *
2828  *                     tg->weight * grq->load.weight
2829  *   ge->load.weight = -----------------------------               (6)
2830  *                              tg_load_avg'
2831  *
2832  * Where:
2833  *
2834  *   tg_load_avg' = tg->load_avg - grq->avg.load_avg +
2835  *                  max(grq->load.weight, grq->avg.load_avg)
2836  *
2837  * And that is shares_weight and is icky. In the (near) UP case it approaches
2838  * (4) while in the normal case it approaches (3). It consistently
2839  * overestimates the ge->load.weight and therefore:
2840  *
2841  *   \Sum ge->load.weight >= tg->weight
2842  *
2843  * hence icky!
2844  */
2845 static long calc_group_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2846 {
2847         long tg_weight, tg_shares, load, shares;
2848         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2849
2850         tg_shares = READ_ONCE(tg->shares);
2851
2852         load = max(scale_load_down(cfs_rq->load.weight), cfs_rq->avg.load_avg);
2853
2854         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
2855
2856         /* Ensure tg_weight >= load */
2857         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
2858         tg_weight += load;
2859
2860         shares = (tg_shares * load);
2861         if (tg_weight)
2862                 shares /= tg_weight;
2863
2864         /*
2865          * MIN_SHARES has to be unscaled here to support per-CPU partitioning
2866          * of a group with small tg->shares value. It is a floor value which is
2867          * assigned as a minimum load.weight to the sched_entity representing
2868          * the group on a CPU.
2869          *
2870          * E.g. on 64-bit for a group with tg->shares of scale_load(15)=15*1024
2871          * on an 8-core system with 8 tasks each runnable on one CPU shares has
2872          * to be 15*1024*1/8=1920 instead of scale_load(MIN_SHARES)=2*1024. In
2873          * case no task is runnable on a CPU MIN_SHARES=2 should be returned
2874          * instead of 0.
2875          */
2876         return clamp_t(long, shares, MIN_SHARES, tg_shares);
2877 }
2878
2879 /*
2880  * This calculates the effective runnable weight for a group entity based on
2881  * the group entity weight calculated above.
2882  *
2883  * Because of the above approximation (2), our group entity weight is
2884  * an load_avg based ratio (3). This means that it includes blocked load and
2885  * does not represent the runnable weight.
2886  *
2887  * Approximate the group entity's runnable weight per ratio from the group
2888  * runqueue:
2889  *
2890  *                                           grq->avg.runnable_load_avg
2891  *   ge->runnable_weight = ge->load.weight * -------------------------- (7)
2892  *                                               grq->avg.load_avg
2893  *
2894  * However, analogous to above, since the avg numbers are slow, this leads to
2895  * transients in the from-idle case. Instead we use:
2896  *
2897  *   ge->runnable_weight = ge->load.weight *
2898  *
2899  *              max(grq->avg.runnable_load_avg, grq->runnable_weight)
2900  *              -----------------------------------------------------   (8)
2901  *                    max(grq->avg.load_avg, grq->load.weight)
2902  *
2903  * Where these max() serve both to use the 'instant' values to fix the slow
2904  * from-idle and avoid the /0 on to-idle, similar to (6).
2905  */
2906 static long calc_group_runnable(struct cfs_rq *cfs_rq, long shares)
2907 {
2908         long runnable, load_avg;
2909
2910         load_avg = max(cfs_rq->avg.load_avg,
2911                        scale_load_down(cfs_rq->load.weight));
2912
2913         runnable = max(cfs_rq->avg.runnable_load_avg,
2914                        scale_load_down(cfs_rq->runnable_weight));
2915
2916         runnable *= shares;
2917         if (load_avg)
2918                 runnable /= load_avg;
2919
2920         return clamp_t(long, runnable, MIN_SHARES, shares);
2921 }
2922 #endif /* CONFIG_SMP */
2923
2924 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
2925
2926 /*
2927  * Recomputes the group entity based on the current state of its group
2928  * runqueue.
2929  */
2930 static void update_cfs_group(struct sched_entity *se)
2931 {
2932         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
2933         long shares, runnable;
2934
2935         if (!gcfs_rq)
2936                 return;
2937
2938         if (throttled_hierarchy(gcfs_rq))
2939                 return;
2940
2941 #ifndef CONFIG_SMP
2942         runnable = shares = READ_ONCE(gcfs_rq->tg->shares);
2943
2944         if (likely(se->load.weight == shares))
2945                 return;
2946 #else
2947         shares   = calc_group_shares(gcfs_rq);
2948         runnable = calc_group_runnable(gcfs_rq, shares);
2949 #endif
2950
2951         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares, runnable);
2952 }
2953
2954 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2955 static inline void update_cfs_group(struct sched_entity *se)
2956 {
2957 }
2958 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2959
2960 static inline void cfs_rq_util_change(struct cfs_rq *cfs_rq, int flags)
2961 {
2962         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2963
2964         if (&rq->cfs == cfs_rq || (flags & SCHED_CPUFREQ_MIGRATION)) {
2965                 /*
2966                  * There are a few boundary cases this might miss but it should
2967                  * get called often enough that that should (hopefully) not be
2968                  * a real problem.
2969                  *
2970                  * It will not get called when we go idle, because the idle
2971                  * thread is a different class (!fair), nor will the utilization
2972                  * number include things like RT tasks.
2973                  *
2974                  * As is, the util number is not freq-invariant (we'd have to
2975                  * implement arch_scale_freq_capacity() for that).
2976                  *
2977                  * See cpu_util().
2978                  */
2979                 cpufreq_update_util(rq, flags);
2980         }
2981 }
2982
2983 #ifdef CONFIG_SMP
2984 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2985 /**
2986  * update_tg_load_avg - update the tg's load avg
2987  * @cfs_rq: the cfs_rq whose avg changed
2988  * @force: update regardless of how small the difference
2989  *
2990  * This function 'ensures': tg->load_avg := \Sum tg->cfs_rq[]->avg.load.
2991  * However, because tg->load_avg is a global value there are performance
2992  * considerations.
2993  *
2994  * In order to avoid having to look at the other cfs_rq's, we use a
2995  * differential update where we store the last value we propagated. This in
2996  * turn allows skipping updates if the differential is 'small'.
2997  *
2998  * Updating tg's load_avg is necessary before update_cfs_share().
2999  */
3000 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force)
3001 {
3002         long delta = cfs_rq->avg.load_avg - cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
3003
3004         /*
3005          * No need to update load_avg for root_task_group as it is not used.
3006          */
3007         if (cfs_rq->tg == &root_task_group)
3008                 return;
3009
3010         if (force || abs(delta) > cfs_rq->tg_load_avg_contrib / 64) {
3011                 atomic_long_add(delta, &cfs_rq->tg->load_avg);
3012                 cfs_rq->tg_load_avg_contrib = cfs_rq->avg.load_avg;
3013         }
3014 }
3015
3016 /*
3017  * Called within set_task_rq() right before setting a task's CPU. The
3018  * caller only guarantees p->pi_lock is held; no other assumptions,
3019  * including the state of rq->lock, should be made.
3020  */
3021 void set_task_rq_fair(struct sched_entity *se,
3022                       struct cfs_rq *prev, struct cfs_rq *next)
3023 {
3024         u64 p_last_update_time;
3025         u64 n_last_update_time;
3026
3027         if (!sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD))
3028                 return;
3029
3030         /*
3031          * We are supposed to update the task to "current" time, then its up to
3032          * date and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we have difficulty in
3033          * getting what current time is, so simply throw away the out-of-date
3034          * time. This will result in the wakee task is less decayed, but giving
3035          * the wakee more load sounds not bad.
3036          */
3037         if (!(se->avg.last_update_time && prev))
3038                 return;
3039
3040 #ifndef CONFIG_64BIT
3041         {
3042                 u64 p_last_update_time_copy;
3043                 u64 n_last_update_time_copy;
3044
3045                 do {
3046                         p_last_update_time_copy = prev->load_last_update_time_copy;
3047                         n_last_update_time_copy = next->load_last_update_time_copy;
3048
3049                         smp_rmb();
3050
3051                         p_last_update_time = prev->avg.last_update_time;
3052                         n_last_update_time = next->avg.last_update_time;
3053
3054                 } while (p_last_update_time != p_last_update_time_copy ||
3055                          n_last_update_time != n_last_update_time_copy);
3056         }
3057 #else
3058         p_last_update_time = prev->avg.last_update_time;
3059         n_last_update_time = next->avg.last_update_time;
3060 #endif
3061         __update_load_avg_blocked_se(p_last_update_time, cpu_of(rq_of(prev)), se);
3062         se->avg.last_update_time = n_last_update_time;
3063 }
3064
3065
3066 /*
3067  * When on migration a sched_entity joins/leaves the PELT hierarchy, we need to
3068  * propagate its contribution. The key to this propagation is the invariant
3069  * that for each group:
3070  *
3071  *   ge->avg == grq->avg                                                (1)
3072  *
3073  * _IFF_ we look at the pure running and runnable sums. Because they
3074  * represent the very same entity, just at different points in the hierarchy.
3075  *
3076  * Per the above update_tg_cfs_util() is trivial and simply copies the running
3077  * sum over (but still wrong, because the group entity and group rq do not have
3078  * their PELT windows aligned).
3079  *
3080  * However, update_tg_cfs_runnable() is more complex. So we have:
3081  *
3082  *   ge->avg.load_avg = ge->load.weight * ge->avg.runnable_avg          (2)
3083  *
3084  * And since, like util, the runnable part should be directly transferable,
3085  * the following would _appear_ to be the straight forward approach:
3086  *
3087  *   grq->avg.load_avg = grq->load.weight * grq->avg.runnable_avg       (3)
3088  *
3089  * And per (1) we have:
3090  *
3091  *   ge->avg.runnable_avg == grq->avg.runnable_avg
3092  *
3093  * Which gives:
3094  *
3095  *                      ge->load.weight * grq->avg.load_avg
3096  *   ge->avg.load_avg = -----------------------------------             (4)
3097  *                               grq->load.weight
3098  *
3099  * Except that is wrong!
3100  *
3101  * Because while for entities historical weight is not important and we
3102  * really only care about our future and therefore can consider a pure
3103  * runnable sum, runqueues can NOT do this.
3104  *
3105  * We specifically want runqueues to have a load_avg that includes
3106  * historical weights. Those represent the blocked load, the load we expect
3107  * to (shortly) return to us. This only works by keeping the weights as
3108  * integral part of the sum. We therefore cannot decompose as per (3).
3109  *
3110  * Another reason this doesn't work is that runnable isn't a 0-sum entity.
3111  * Imagine a rq with 2 tasks that each are runnable 2/3 of the time. Then the
3112  * rq itself is runnable anywhere between 2/3 and 1 depending on how the
3113  * runnable section of these tasks overlap (or not). If they were to perfectly
3114  * align the rq as a whole would be runnable 2/3 of the time. If however we
3115  * always have at least 1 runnable task, the rq as a whole is always runnable.
3116  *
3117  * So we'll have to approximate.. :/
3118  *
3119  * Given the constraint:
3120  *
3121  *   ge->avg.running_sum <= ge->avg.runnable_sum <= LOAD_AVG_MAX
3122  *
3123  * We can construct a rule that adds runnable to a rq by assuming minimal
3124  * overlap.
3125  *
3126  * On removal, we'll assume each task is equally runnable; which yields:
3127  *
3128  *   grq->avg.runnable_sum = grq->avg.load_sum / grq->load.weight
3129  *
3130  * XXX: only do this for the part of runnable > running ?
3131  *
3132  */
3133
3134 static inline void
3135 update_tg_cfs_util(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3136 {
3137         long delta = gcfs_rq->avg.util_avg - se->avg.util_avg;
3138
3139         /* Nothing to update */
3140         if (!delta)
3141                 return;
3142
3143         /*
3144          * The relation between sum and avg is:
3145          *
3146          *   LOAD_AVG_MAX - 1024 + sa->period_contrib
3147          *
3148          * however, the PELT windows are not aligned between grq and gse.
3149          */
3150
3151         /* Set new sched_entity's utilization */
3152         se->avg.util_avg = gcfs_rq->avg.util_avg;
3153         se->avg.util_sum = se->avg.util_avg * LOAD_AVG_MAX;
3154
3155         /* Update parent cfs_rq utilization */
3156         add_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, delta);
3157         cfs_rq->avg.util_sum = cfs_rq->avg.util_avg * LOAD_AVG_MAX;
3158 }
3159
3160 static inline void
3161 update_tg_cfs_runnable(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3162 {
3163         long delta_avg, running_sum, runnable_sum = gcfs_rq->prop_runnable_sum;
3164         unsigned long runnable_load_avg, load_avg;
3165         u64 runnable_load_sum, load_sum = 0;
3166         s64 delta_sum;
3167
3168         if (!runnable_sum)
3169                 return;
3170
3171         gcfs_rq->prop_runnable_sum = 0;
3172
3173         if (runnable_sum >= 0) {
3174                 /*
3175                  * Add runnable; clip at LOAD_AVG_MAX. Reflects that until
3176                  * the CPU is saturated running == runnable.
3177                  */
3178                 runnable_sum += se->avg.load_sum;
3179                 runnable_sum = min(runnable_sum, (long)LOAD_AVG_MAX);
3180         } else {
3181                 /*
3182                  * Estimate the new unweighted runnable_sum of the gcfs_rq by
3183                  * assuming all tasks are equally runnable.
3184                  */
3185                 if (scale_load_down(gcfs_rq->load.weight)) {
3186                         load_sum = div_s64(gcfs_rq->avg.load_sum,
3187                                 scale_load_down(gcfs_rq->load.weight));
3188                 }
3189
3190                 /* But make sure to not inflate se's runnable */
3191                 runnable_sum = min(se->avg.load_sum, load_sum);
3192         }
3193
3194         /*
3195          * runnable_sum can't be lower than running_sum
3196          * As running sum is scale with CPU capacity wehreas the runnable sum
3197          * is not we rescale running_sum 1st
3198          */
3199         running_sum = se->avg.util_sum /
3200                 arch_scale_cpu_capacity(NULL, cpu_of(rq_of(cfs_rq)));
3201         runnable_sum = max(runnable_sum, running_sum);
3202
3203         load_sum = (s64)se_weight(se) * runnable_sum;
3204         load_avg = div_s64(load_sum, LOAD_AVG_MAX);
3205
3206         delta_sum = load_sum - (s64)se_weight(se) * se->avg.load_sum;
3207         delta_avg = load_avg - se->avg.load_avg;
3208
3209         se->avg.load_sum = runnable_sum;
3210         se->avg.load_avg = load_avg;
3211         add_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, delta_avg);
3212         add_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, delta_sum);
3213
3214         runnable_load_sum = (s64)se_runnable(se) * runnable_sum;
3215         runnable_load_avg = div_s64(runnable_load_sum, LOAD_AVG_MAX);
3216         delta_sum = runnable_load_sum - se_weight(se) * se->avg.runnable_load_sum;
3217         delta_avg = runnable_load_avg - se->avg.runnable_load_avg;
3218
3219         se->avg.runnable_load_sum = runnable_sum;
3220         se->avg.runnable_load_avg = runnable_load_avg;
3221
3222         if (se->on_rq) {
3223                 add_positive(&cfs_rq->avg.runnable_load_avg, delta_avg);
3224                 add_positive(&cfs_rq->avg.runnable_load_sum, delta_sum);
3225         }
3226 }
3227
3228 static inline void add_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq, long runnable_sum)
3229 {
3230         cfs_rq->propagate = 1;
3231         cfs_rq->prop_runnable_sum += runnable_sum;
3232 }
3233
3234 /* Update task and its cfs_rq load average */
3235 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3236 {
3237         struct cfs_rq *cfs_rq, *gcfs_rq;
3238
3239         if (entity_is_task(se))
3240                 return 0;
3241
3242         gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3243         if (!gcfs_rq->propagate)
3244                 return 0;
3245
3246         gcfs_rq->propagate = 0;
3247
3248         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3249
3250         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, gcfs_rq->prop_runnable_sum);
3251
3252         update_tg_cfs_util(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3253         update_tg_cfs_runnable(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3254
3255         return 1;
3256 }
3257
3258 /*
3259  * Check if we need to update the load and the utilization of a blocked
3260  * group_entity:
3261  */
3262 static inline bool skip_blocked_update(struct sched_entity *se)
3263 {
3264         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3265
3266         /*
3267          * If sched_entity still have not zero load or utilization, we have to
3268          * decay it:
3269          */
3270         if (se->avg.load_avg || se->avg.util_avg)
3271                 return false;
3272
3273         /*
3274          * If there is a pending propagation, we have to update the load and
3275          * the utilization of the sched_entity:
3276          */
3277         if (gcfs_rq->propagate)
3278                 return false;
3279
3280         /*
3281          * Otherwise, the load and the utilization of the sched_entity is
3282          * already zero and there is no pending propagation, so it will be a
3283          * waste of time to try to decay it:
3284          */
3285         return true;
3286 }
3287
3288 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3289
3290 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force) {}
3291
3292 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3293 {
3294         return 0;
3295 }
3296
3297 static inline void add_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq, long runnable_sum) {}
3298
3299 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3300
3301 /**
3302  * update_cfs_rq_load_avg - update the cfs_rq's load/util averages
3303  * @now: current time, as per cfs_rq_clock_task()
3304  * @cfs_rq: cfs_rq to update
3305  *
3306  * The cfs_rq avg is the direct sum of all its entities (blocked and runnable)
3307  * avg. The immediate corollary is that all (fair) tasks must be attached, see
3308  * post_init_entity_util_avg().
3309  *
3310  * cfs_rq->avg is used for task_h_load() and update_cfs_share() for example.
3311  *
3312  * Returns true if the load decayed or we removed load.
3313  *
3314  * Since both these conditions indicate a changed cfs_rq->avg.load we should
3315  * call update_tg_load_avg() when this function returns true.
3316  */
3317 static inline int
3318 update_cfs_rq_load_avg(u64 now, struct cfs_rq *cfs_rq)
3319 {
3320         unsigned long removed_load = 0, removed_util = 0, removed_runnable_sum = 0;
3321         struct sched_avg *sa = &cfs_rq->avg;
3322         int decayed = 0;
3323
3324         if (cfs_rq->removed.nr) {
3325                 unsigned long r;
3326                 u32 divider = LOAD_AVG_MAX - 1024 + sa->period_contrib;
3327
3328                 raw_spin_lock(&cfs_rq->removed.lock);
3329                 swap(cfs_rq->removed.util_avg, removed_util);
3330                 swap(cfs_rq->removed.load_avg, removed_load);
3331                 swap(cfs_rq->removed.runnable_sum, removed_runnable_sum);
3332                 cfs_rq->removed.nr = 0;
3333                 raw_spin_unlock(&cfs_rq->removed.lock);
3334
3335                 r = removed_load;
3336                 sub_positive(&sa->load_avg, r);
3337                 sub_positive(&sa->load_sum, r * divider);
3338
3339                 r = removed_util;
3340                 sub_positive(&sa->util_avg, r);
3341                 sub_positive(&sa->util_sum, r * divider);
3342
3343                 add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, -(long)removed_runnable_sum);
3344
3345                 decayed = 1;
3346         }
3347
3348         decayed |= __update_load_avg_cfs_rq(now, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), cfs_rq);
3349
3350 #ifndef CONFIG_64BIT
3351         smp_wmb();
3352         cfs_rq->load_last_update_time_copy = sa->last_update_time;
3353 #endif
3354
3355         if (decayed)
3356                 cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3357
3358         return decayed;
3359 }
3360
3361 /**
3362  * attach_entity_load_avg - attach this entity to its cfs_rq load avg
3363  * @cfs_rq: cfs_rq to attach to
3364  * @se: sched_entity to attach
3365  * @flags: migration hints
3366  *
3367  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3368  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3369  */
3370 static void attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3371 {
3372         u32 divider = LOAD_AVG_MAX - 1024 + cfs_rq->avg.period_contrib;
3373
3374         /*
3375          * When we attach the @se to the @cfs_rq, we must align the decay
3376          * window because without that, really weird and wonderful things can
3377          * happen.
3378          *
3379          * XXX illustrate
3380          */
3381         se->avg.last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
3382         se->avg.period_contrib = cfs_rq->avg.period_contrib;
3383
3384         /*
3385          * Hell(o) Nasty stuff.. we need to recompute _sum based on the new
3386          * period_contrib. This isn't strictly correct, but since we're
3387          * entirely outside of the PELT hierarchy, nobody cares if we truncate
3388          * _sum a little.
3389          */
3390         se->avg.util_sum = se->avg.util_avg * divider;
3391
3392         se->avg.load_sum = divider;
3393         if (se_weight(se)) {
3394                 se->avg.load_sum =
3395                         div_u64(se->avg.load_avg * se->avg.load_sum, se_weight(se));
3396         }
3397
3398         se->avg.runnable_load_sum = se->avg.load_sum;
3399
3400         enqueue_load_avg(cfs_rq, se);
3401         cfs_rq->avg.util_avg += se->avg.util_avg;
3402         cfs_rq->avg.util_sum += se->avg.util_sum;
3403
3404         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, se->avg.load_sum);
3405
3406         cfs_rq_util_change(cfs_rq, flags);
3407 }
3408
3409 /**
3410  * detach_entity_load_avg - detach this entity from its cfs_rq load avg
3411  * @cfs_rq: cfs_rq to detach from
3412  * @se: sched_entity to detach
3413  *
3414  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3415  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3416  */
3417 static void detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3418 {
3419         dequeue_load_avg(cfs_rq, se);
3420         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, se->avg.util_avg);
3421         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_sum, se->avg.util_sum);
3422
3423         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, -se->avg.load_sum);
3424
3425         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3426 }
3427
3428 /*
3429  * Optional action to be done while updating the load average
3430  */
3431 #define UPDATE_TG       0x1
3432 #define SKIP_AGE_LOAD   0x2
3433 #define DO_ATTACH       0x4
3434
3435 /* Update task and its cfs_rq load average */
3436 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3437 {
3438         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
3439         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3440         int cpu = cpu_of(rq);
3441         int decayed;
3442
3443         /*
3444          * Track task load average for carrying it to new CPU after migrated, and
3445          * track group sched_entity load average for task_h_load calc in migration
3446          */
3447         if (se->avg.last_update_time && !(flags & SKIP_AGE_LOAD))
3448                 __update_load_avg_se(now, cpu, cfs_rq, se);
3449
3450         decayed  = update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
3451         decayed |= propagate_entity_load_avg(se);
3452
3453         if (!se->avg.last_update_time && (flags & DO_ATTACH)) {
3454
3455                 /*
3456                  * DO_ATTACH means we're here from enqueue_entity().
3457                  * !last_update_time means we've passed through
3458                  * migrate_task_rq_fair() indicating we migrated.
3459                  *
3460                  * IOW we're enqueueing a task on a new CPU.
3461                  */
3462                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se, SCHED_CPUFREQ_MIGRATION);
3463                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
3464
3465         } else if (decayed && (flags & UPDATE_TG))
3466                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
3467 }
3468
3469 #ifndef CONFIG_64BIT
3470 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3471 {
3472         u64 last_update_time_copy;
3473         u64 last_update_time;
3474
3475         do {
3476                 last_update_time_copy = cfs_rq->load_last_update_time_copy;
3477                 smp_rmb();
3478                 last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
3479         } while (last_update_time != last_update_time_copy);
3480
3481         return last_update_time;
3482 }
3483 #else
3484 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3485 {
3486         return cfs_rq->avg.last_update_time;
3487 }
3488 #endif
3489
3490 /*
3491  * Synchronize entity load avg of dequeued entity without locking
3492  * the previous rq.
3493  */
3494 void sync_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3495 {
3496         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3497         u64 last_update_time;
3498
3499         last_update_time = cfs_rq_last_update_time(cfs_rq);
3500         __update_load_avg_blocked_se(last_update_time, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), se);
3501 }
3502
3503 /*
3504  * Task first catches up with cfs_rq, and then subtract
3505  * itself from the cfs_rq (task must be off the queue now).
3506  */
3507 void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3508 {
3509         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3510         unsigned long flags;
3511
3512         /*
3513          * tasks cannot exit without having gone through wake_up_new_task() ->
3514          * post_init_entity_util_avg() which will have added things to the
3515          * cfs_rq, so we can remove unconditionally.
3516          *
3517          * Similarly for groups, they will have passed through
3518          * post_init_entity_util_avg() before unregister_sched_fair_group()
3519          * calls this.
3520          */
3521
3522         sync_entity_load_avg(se);
3523
3524         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_rq->removed.lock, flags);
3525         ++cfs_rq->removed.nr;
3526         cfs_rq->removed.util_avg        += se->avg.util_avg;
3527         cfs_rq->removed.load_avg        += se->avg.load_avg;
3528         cfs_rq->removed.runnable_sum    += se->avg.load_sum; /* == runnable_sum */
3529         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_rq->removed.lock, flags);
3530 }
3531
3532 static inline unsigned long cfs_rq_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3533 {
3534         return cfs_rq->avg.runnable_load_avg;
3535 }
3536
3537 static inline unsigned long cfs_rq_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3538 {
3539         return cfs_rq->avg.load_avg;
3540 }
3541
3542 static int idle_balance(struct rq *this_rq, struct rq_flags *rf);
3543
3544 static inline unsigned long task_util(struct task_struct *p)
3545 {
3546         return READ_ONCE(p->se.avg.util_avg);
3547 }
3548
3549 static inline unsigned long _task_util_est(struct task_struct *p)
3550 {
3551         struct util_est ue = READ_ONCE(p->se.avg.util_est);
3552
3553         return max(ue.ewma, ue.enqueued);
3554 }
3555
3556 static inline unsigned long task_util_est(struct task_struct *p)
3557 {
3558         return max(task_util(p), _task_util_est(p));
3559 }
3560
3561 static inline void util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq,
3562                                     struct task_struct *p)
3563 {
3564         unsigned int enqueued;
3565
3566         if (!sched_feat(UTIL_EST))
3567                 return;
3568
3569         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
3570         enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
3571         enqueued += (_task_util_est(p) | UTIL_AVG_UNCHANGED);
3572         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, enqueued);
3573 }
3574
3575 /*
3576  * Check if a (signed) value is within a specified (unsigned) margin,
3577  * based on the observation that:
3578  *
3579  *     abs(x) < y := (unsigned)(x + y - 1) < (2 * y - 1)
3580  *
3581  * NOTE: this only works when value + maring < INT_MAX.
3582  */
3583 static inline bool within_margin(int value, int margin)
3584 {
3585         return ((unsigned int)(value + margin - 1) < (2 * margin - 1));
3586 }
3587
3588 static void
3589 util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p, bool task_sleep)
3590 {
3591         long last_ewma_diff;
3592         struct util_est ue;
3593
3594         if (!sched_feat(UTIL_EST))
3595                 return;
3596
3597         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
3598         ue.enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
3599         ue.enqueued -= min_t(unsigned int, ue.enqueued,
3600                              (_task_util_est(p) | UTIL_AVG_UNCHANGED));
3601         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, ue.enqueued);
3602
3603         /*
3604          * Skip update of task's estimated utilization when the task has not
3605          * yet completed an activation, e.g. being migrated.
3606          */
3607         if (!task_sleep)
3608                 return;
3609
3610         /*
3611          * If the PELT values haven't changed since enqueue time,
3612          * skip the util_est update.
3613          */
3614         ue = p->se.avg.util_est;
3615         if (ue.enqueued & UTIL_AVG_UNCHANGED)
3616                 return;
3617
3618         /*
3619          * Skip update of task's estimated utilization when its EWMA is
3620          * already ~1% close to its last activation value.
3621          */
3622         ue.enqueued = (task_util(p) | UTIL_AVG_UNCHANGED);
3623         last_ewma_diff = ue.enqueued - ue.ewma;
3624         if (within_margin(last_ewma_diff, (SCHED_CAPACITY_SCALE / 100)))
3625                 return;
3626
3627         /*
3628          * Update Task's estimated utilization
3629          *
3630          * When *p completes an activation we can consolidate another sample
3631          * of the task size. This is done by storing the current PELT value
3632          * as ue.enqueued and by using this value to update the Exponential
3633          * Weighted Moving Average (EWMA):
3634          *
3635          *  ewma(t) = w *  task_util(p) + (1-w) * ewma(t-1)
3636          *          = w *  task_util(p) +         ewma(t-1)  - w * ewma(t-1)
3637          *          = w * (task_util(p) -         ewma(t-1)) +     ewma(t-1)
3638          *          = w * (      last_ewma_diff            ) +     ewma(t-1)
3639          *          = w * (last_ewma_diff  +  ewma(t-1) / w)
3640          *
3641          * Where 'w' is the weight of new samples, which is configured to be
3642          * 0.25, thus making w=1/4 ( >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT)
3643          */
3644         ue.ewma <<= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
3645         ue.ewma  += last_ewma_diff;
3646         ue.ewma >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
3647         WRITE_ONCE(p->se.avg.util_est, ue);
3648 }
3649
3650 #else /* CONFIG_SMP */
3651
3652 #define UPDATE_TG       0x0
3653 #define SKIP_AGE_LOAD   0x0
3654 #define DO_ATTACH       0x0
3655
3656 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int not_used1)
3657 {
3658         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3659 }
3660
3661 static inline void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se) {}
3662
3663 static inline void
3664 attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags) {}
3665 static inline void
3666 detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
3667
3668 static inline int idle_balance(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
3669 {
3670         return 0;
3671 }
3672
3673 static inline void
3674 util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p) {}
3675
3676 static inline void
3677 util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p,
3678                  bool task_sleep) {}
3679
3680 #endif /* CONFIG_SMP */
3681
3682 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3683 {
3684 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3685         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
3686
3687         if (d < 0)
3688                 d = -d;
3689
3690         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
3691                 schedstat_inc(cfs_rq->nr_spread_over);
3692 #endif
3693 }
3694
3695 static void
3696 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
3697 {
3698         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3699
3700         /*
3701          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
3702          * however the extra weight of the new task will slow them down a
3703          * little, place the new task so that it fits in the slot that
3704          * stays open at the end.
3705          */
3706         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
3707                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
3708
3709         /* sleeps up to a single latency don't count. */
3710         if (!initial) {
3711                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
3712
3713                 /*
3714                  * Halve their sleep time's effect, to allow
3715                  * for a gentler effect of sleepers:
3716                  */
3717                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
3718                         thresh >>= 1;
3719
3720                 vruntime -= thresh;
3721         }
3722
3723         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
3724         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
3725 }
3726
3727 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
3728
3729 static inline void check_schedstat_required(void)
3730 {
3731 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3732         if (schedstat_enabled())
3733                 return;
3734
3735         /* Force schedstat enabled if a dependent tracepoint is active */
3736         if (trace_sched_stat_wait_enabled()    ||
3737                         trace_sched_stat_sleep_enabled()   ||
3738                         trace_sched_stat_iowait_enabled()  ||
3739                         trace_sched_stat_blocked_enabled() ||
3740                         trace_sched_stat_runtime_enabled())  {
3741                 printk_deferred_once("Scheduler tracepoints stat_sleep, stat_iowait, "
3742                              "stat_blocked and stat_runtime require the "
3743                              "kernel parameter schedstats=enable or "
3744                              "kernel.sched_schedstats=1\n");
3745         }
3746 #endif
3747 }
3748
3749
3750 /*
3751  * MIGRATION
3752  *
3753  *      dequeue
3754  *        update_curr()
3755  *          update_min_vruntime()
3756  *        vruntime -= min_vruntime
3757  *
3758  *      enqueue
3759  *        update_curr()
3760  *          update_min_vruntime()
3761  *        vruntime += min_vruntime
3762  *
3763  * this way the vruntime transition between RQs is done when both
3764  * min_vruntime are up-to-date.
3765  *
3766  * WAKEUP (remote)
3767  *
3768  *      ->migrate_task_rq_fair() (p->state == TASK_WAKING)
3769  *        vruntime -= min_vruntime
3770  *
3771  *      enqueue
3772  *        update_curr()
3773  *          update_min_vruntime()
3774  *        vruntime += min_vruntime
3775  *
3776  * this way we don't have the most up-to-date min_vruntime on the originating
3777  * CPU and an up-to-date min_vruntime on the destination CPU.
3778  */
3779
3780 static void
3781 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3782 {
3783         bool renorm = !(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_MIGRATED);
3784         bool curr = cfs_rq->curr == se;
3785
3786         /*
3787          * If we're the current task, we must renormalise before calling
3788          * update_curr().
3789          */
3790         if (renorm && curr)
3791                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
3792
3793         update_curr(cfs_rq);
3794
3795         /*
3796          * Otherwise, renormalise after, such that we're placed at the current
3797          * moment in time, instead of some random moment in the past. Being
3798          * placed in the past could significantly boost this task to the
3799          * fairness detriment of existing tasks.
3800          */
3801         if (renorm && !curr)
3802                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
3803
3804         /*
3805          * When enqueuing a sched_entity, we must:
3806          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
3807          *   - Add its load to cfs_rq->runnable_avg
3808          *   - For group_entity, update its weight to reflect the new share of
3809          *     its group cfs_rq
3810          *   - Add its new weight to cfs_rq->load.weight
3811          */
3812         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG | DO_ATTACH);
3813         update_cfs_group(se);
3814         enqueue_runnable_load_avg(cfs_rq, se);
3815         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
3816
3817         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
3818                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
3819
3820         check_schedstat_required();
3821         update_stats_enqueue(cfs_rq, se, flags);
3822         check_spread(cfs_rq, se);
3823         if (!curr)
3824                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
3825         se->on_rq = 1;
3826
3827         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
3828                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
3829                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
3830         }
3831 }
3832
3833 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
3834 {
3835         for_each_sched_entity(se) {
3836                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3837                 if (cfs_rq->last != se)
3838                         break;
3839
3840                 cfs_rq->last = NULL;
3841         }
3842 }
3843
3844 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
3845 {
3846         for_each_sched_entity(se) {
3847                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3848                 if (cfs_rq->next != se)
3849                         break;
3850
3851                 cfs_rq->next = NULL;
3852         }
3853 }
3854
3855 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
3856 {
3857         for_each_sched_entity(se) {
3858                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3859                 if (cfs_rq->skip != se)
3860                         break;
3861
3862                 cfs_rq->skip = NULL;
3863         }
3864 }
3865
3866 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3867 {
3868         if (cfs_rq->last == se)
3869                 __clear_buddies_last(se);
3870
3871         if (cfs_rq->next == se)
3872                 __clear_buddies_next(se);
3873
3874         if (cfs_rq->skip == se)
3875                 __clear_buddies_skip(se);
3876 }
3877
3878 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3879
3880 static void
3881 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3882 {
3883         /*
3884          * Update run-time statistics of the 'current'.
3885          */
3886         update_curr(cfs_rq);
3887
3888         /*
3889          * When dequeuing a sched_entity, we must:
3890          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
3891          *   - Substract its load from the cfs_rq->runnable_avg.
3892          *   - Substract its previous weight from cfs_rq->load.weight.
3893          *   - For group entity, update its weight to reflect the new share
3894          *     of its group cfs_rq.
3895          */
3896         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
3897         dequeue_runnable_load_avg(cfs_rq, se);
3898
3899         update_stats_dequeue(cfs_rq, se, flags);
3900
3901         clear_buddies(cfs_rq, se);
3902
3903         if (se != cfs_rq->curr)
3904                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3905         se->on_rq = 0;
3906         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
3907
3908         /*
3909          * Normalize after update_curr(); which will also have moved
3910          * min_vruntime if @se is the one holding it back. But before doing
3911          * update_min_vruntime() again, which will discount @se's position and
3912          * can move min_vruntime forward still more.
3913          */
3914         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
3915                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
3916
3917         /* return excess runtime on last dequeue */
3918         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3919
3920         update_cfs_group(se);
3921
3922         /*
3923          * Now advance min_vruntime if @se was the entity holding it back,
3924          * except when: DEQUEUE_SAVE && !DEQUEUE_MOVE, in this case we'll be
3925          * put back on, and if we advance min_vruntime, we'll be placed back
3926          * further than we started -- ie. we'll be penalized.
3927          */
3928         if ((flags & (DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE)) == DEQUEUE_SAVE)
3929                 update_min_vruntime(cfs_rq);
3930 }
3931
3932 /*
3933  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
3934  */
3935 static void
3936 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
3937 {
3938         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
3939         struct sched_entity *se;
3940         s64 delta;
3941
3942         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
3943         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
3944         if (delta_exec > ideal_runtime) {
3945                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3946                 /*
3947                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
3948                  * re-elected due to buddy favours.
3949                  */
3950                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
3951                 return;
3952         }
3953
3954         /*
3955          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
3956          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
3957          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
3958          */
3959         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
3960                 return;
3961
3962         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
3963         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
3964
3965         if (delta < 0)
3966                 return;
3967
3968         if (delta > ideal_runtime)
3969                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3970 }
3971
3972 static void
3973 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3974 {
3975         /* 'current' is not kept within the tree. */
3976         if (se->on_rq) {
3977                 /*
3978                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
3979                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
3980                  * runqueue.
3981                  */
3982                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
3983                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3984                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
3985         }
3986
3987         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
3988         cfs_rq->curr = se;
3989
3990         /*
3991          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
3992          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
3993          * when there are only lesser-weight tasks around):
3994          */
3995         if (schedstat_enabled() && rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
3996                 schedstat_set(se->statistics.slice_max,
3997                         max((u64)schedstat_val(se->statistics.slice_max),
3998                             se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime));
3999         }
4000
4001         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
4002 }
4003
4004 static int
4005 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
4006
4007 /*
4008  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
4009  * 1) keep things fair between processes/task groups
4010  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
4011  * 3) pick the "last" process, for cache locality
4012  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
4013  */
4014 static struct sched_entity *
4015 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
4016 {
4017         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
4018         struct sched_entity *se;
4019
4020         /*
4021          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
4022          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
4023          */
4024         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
4025                 left = curr;
4026
4027         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
4028
4029         /*
4030          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
4031          * be done without getting too unfair.
4032          */
4033         if (cfs_rq->skip == se) {
4034                 struct sched_entity *second;
4035
4036                 if (se == curr) {
4037                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
4038                 } else {
4039                         second = __pick_next_entity(se);
4040                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
4041                                 second = curr;
4042                 }
4043
4044                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
4045                         se = second;
4046         }
4047
4048         /*
4049          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
4050          */
4051         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
4052                 se = cfs_rq->last;
4053
4054         /*
4055          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
4056          */
4057         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
4058                 se = cfs_rq->next;
4059
4060         clear_buddies(cfs_rq, se);
4061
4062         return se;
4063 }
4064
4065 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
4066
4067 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
4068 {
4069         /*
4070          * If still on the runqueue then deactivate_task()
4071          * was not called and update_curr() has to be done:
4072          */
4073         if (prev->on_rq)
4074                 update_curr(cfs_rq);
4075
4076         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
4077         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4078
4079         check_spread(cfs_rq, prev);
4080
4081         if (prev->on_rq) {
4082                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
4083                 /* Put 'current' back into the tree. */
4084                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
4085                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
4086                 update_load_avg(cfs_rq, prev, 0);
4087         }
4088         cfs_rq->curr = NULL;
4089 }
4090
4091 static void
4092 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
4093 {
4094         /*
4095          * Update run-time statistics of the 'current'.
4096          */
4097         update_curr(cfs_rq);
4098
4099         /*
4100          * Ensure that runnable average is periodically updated.
4101          */
4102         update_load_avg(cfs_rq, curr, UPDATE_TG);
4103         update_cfs_group(curr);
4104
4105 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
4106         /*
4107          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
4108          * validating it and just reschedule.
4109          */
4110         if (queued) {
4111                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4112                 return;
4113         }
4114         /*
4115          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
4116          */
4117         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
4118                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
4119                 return;
4120 #endif
4121
4122         if (cfs_rq->nr_running > 1)
4123                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
4124 }
4125
4126
4127 /**************************************************
4128  * CFS bandwidth control machinery
4129  */
4130
4131 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
4132
4133 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
4134 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
4135
4136 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
4137 {
4138         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
4139 }
4140
4141 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
4142 {
4143         static_key_slow_inc_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
4144 }
4145
4146 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
4147 {
4148         static_key_slow_dec_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
4149 }
4150 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
4151 static bool cfs_bandwidth_used(void)
4152 {
4153         return true;
4154 }
4155
4156 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
4157 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
4158 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
4159
4160 /*
4161  * default period for cfs group bandwidth.
4162  * default: 0.1s, units: nanoseconds
4163  */
4164 static inline u64 default_cfs_period(void)
4165 {
4166         return 100000000ULL;
4167 }
4168
4169 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
4170 {
4171         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
4172 }
4173
4174 /*
4175  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
4176  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
4177  * additional synchronization around rq->lock.
4178  *
4179  * requires cfs_b->lock
4180  */
4181 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4182 {
4183         u64 now;
4184
4185         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4186                 return;
4187
4188         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
4189         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
4190         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
4191         cfs_b->expires_seq++;
4192 }
4193
4194 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
4195 {
4196         return &tg->cfs_bandwidth;
4197 }
4198
4199 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
4200 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
4201 {
4202         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
4203                 return cfs_rq->throttled_clock_task - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
4204
4205         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
4206 }
4207
4208 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
4209 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4210 {
4211         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
4212         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
4213         u64 amount = 0, min_amount, expires;
4214         int expires_seq;
4215
4216         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
4217         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
4218
4219         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4220         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4221                 amount = min_amount;
4222         else {
4223                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
4224
4225                 if (cfs_b->runtime > 0) {
4226                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
4227                         cfs_b->runtime -= amount;
4228                         cfs_b->idle = 0;
4229                 }
4230         }
4231         expires_seq = cfs_b->expires_seq;
4232         expires = cfs_b->runtime_expires;
4233         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4234
4235         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
4236         /*
4237          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
4238          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
4239          * issued.
4240          */
4241         if (cfs_rq->expires_seq != expires_seq) {
4242                 cfs_rq->expires_seq = expires_seq;
4243                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
4244         }
4245
4246         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
4247 }
4248
4249 /*
4250  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
4251  * fact that rq->clock snapshots this value.
4252  */
4253 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4254 {
4255         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4256
4257         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
4258         if (likely((s64)(rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
4259                 return;
4260
4261         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
4262                 return;
4263
4264         /*
4265          * If the local deadline has passed we have to consider the
4266          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
4267          * has not truly expired.
4268          *
4269          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
4270          * whether the global deadline(cfs_b->expires_seq) has advanced.
4271          */
4272         if (cfs_rq->expires_seq == cfs_b->expires_seq) {
4273                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
4274                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
4275         } else {
4276                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
4277                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
4278         }
4279 }
4280
4281 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
4282 {
4283         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
4284         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
4285         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4286
4287         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
4288                 return;
4289
4290         /*
4291          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
4292          * hierarchy can be throttled
4293          */
4294         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
4295                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4296 }
4297
4298 static __always_inline
4299 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
4300 {
4301         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
4302                 return;
4303
4304         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
4305 }
4306
4307 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
4308 {
4309         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
4310 }
4311
4312 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
4313 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
4314 {
4315         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
4316 }
4317
4318 /*
4319  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
4320  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
4321  * load-balance operations.
4322  */
4323 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
4324                                     int src_cpu, int dest_cpu)
4325 {
4326         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
4327
4328         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
4329         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
4330
4331         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
4332                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
4333 }
4334
4335 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
4336 {
4337         struct rq *rq = data;
4338         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4339
4340         cfs_rq->throttle_count--;
4341         if (!cfs_rq->throttle_count) {
4342                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
4343                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
4344                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
4345         }
4346
4347         return 0;
4348 }
4349
4350 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
4351 {
4352         struct rq *rq = data;
4353         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4354
4355         /* group is entering throttled state, stop time */
4356         if (!cfs_rq->throttle_count)
4357                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
4358         cfs_rq->throttle_count++;
4359
4360         return 0;
4361 }
4362
4363 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
4364 {
4365         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4366         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4367         struct sched_entity *se;
4368         long task_delta, dequeue = 1;
4369         bool empty;
4370
4371         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
4372
4373         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
4374         rcu_read_lock();
4375         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
4376         rcu_read_unlock();
4377
4378         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4379         for_each_sched_entity(se) {
4380                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
4381                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
4382                 if (!se->on_rq)
4383                         break;
4384
4385                 if (dequeue)
4386                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
4387                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
4388
4389                 if (qcfs_rq->load.weight)
4390                         dequeue = 0;
4391         }
4392
4393         if (!se)
4394                 sub_nr_running(rq, task_delta);
4395
4396         cfs_rq->throttled = 1;
4397         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
4398         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4399         empty = list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4400
4401         /*
4402          * Add to the _head_ of the list, so that an already-started
4403          * distribute_cfs_runtime will not see us
4404          */
4405         list_add_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
4406
4407         /*
4408          * If we're the first throttled task, make sure the bandwidth
4409          * timer is running.
4410          */
4411         if (empty)
4412                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
4413
4414         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4415 }
4416
4417 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
4418 {
4419         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4420         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4421         struct sched_entity *se;
4422         int enqueue = 1;
4423         long task_delta;
4424
4425         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
4426
4427         cfs_rq->throttled = 0;
4428
4429         update_rq_clock(rq);
4430
4431         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4432         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
4433         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
4434         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4435
4436         /* update hierarchical throttle state */
4437         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
4438
4439         if (!cfs_rq->load.weight)
4440                 return;
4441
4442         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4443         for_each_sched_entity(se) {
4444                 if (se->on_rq)
4445                         enqueue = 0;
4446
4447                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4448                 if (enqueue)
4449                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
4450                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
4451
4452                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4453                         break;
4454         }
4455
4456         if (!se)
4457                 add_nr_running(rq, task_delta);
4458
4459         /* Determine whether we need to wake up potentially idle CPU: */
4460         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
4461                 resched_curr(rq);
4462 }
4463
4464 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
4465                 u64 remaining, u64 expires)
4466 {
4467         struct cfs_rq *cfs_rq;
4468         u64 runtime;
4469         u64 starting_runtime = remaining;
4470
4471         rcu_read_lock();
4472         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
4473                                 throttled_list) {
4474                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4475                 struct rq_flags rf;
4476
4477                 rq_lock(rq, &rf);
4478                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4479                         goto next;
4480
4481                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
4482                 if (runtime > remaining)
4483                         runtime = remaining;
4484                 remaining -= runtime;
4485
4486                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
4487                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
4488
4489                 /* we check whether we're throttled above */
4490                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
4491                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
4492
4493 next:
4494                 rq_unlock(rq, &rf);
4495
4496                 if (!remaining)
4497                         break;
4498         }
4499         rcu_read_unlock();
4500
4501         return starting_runtime - remaining;
4502 }
4503
4504 /*
4505  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
4506  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
4507  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
4508  * used to track this state.
4509  */
4510 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
4511 {
4512         u64 runtime, runtime_expires;
4513         int throttled;
4514
4515         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
4516         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4517                 goto out_deactivate;
4518
4519         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4520         cfs_b->nr_periods += overrun;
4521
4522         /*
4523          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
4524          * we're going inactive then everything else can be deferred
4525          */
4526         if (cfs_b->idle && !throttled)
4527                 goto out_deactivate;
4528
4529         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
4530
4531         if (!throttled) {
4532                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
4533                 cfs_b->idle = 1;
4534                 return 0;
4535         }
4536
4537         /* account preceding periods in which throttling occurred */
4538         cfs_b->nr_throttled += overrun;
4539
4540         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
4541
4542         /*
4543          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth while
4544          * we unthrottle. This can potentially race with an unthrottled group
4545          * trying to acquire new bandwidth from the global pool. This can result
4546          * in us over-using our runtime if it is all used during this loop, but
4547          * only by limited amounts in that extreme case.
4548          */
4549         while (throttled && cfs_b->runtime > 0) {
4550                 runtime = cfs_b->runtime;
4551                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4552                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
4553                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
4554                                                  runtime_expires);
4555                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4556
4557                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4558
4559                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
4560         }
4561
4562         /*
4563          * While we are ensured activity in the period following an
4564          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
4565          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
4566          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
4567          */
4568         cfs_b->idle = 0;
4569
4570         return 0;
4571
4572 out_deactivate:
4573         return 1;
4574 }
4575
4576 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
4577 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
4578 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
4579 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
4580 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
4581 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
4582
4583 /*
4584  * Are we near the end of the current quota period?
4585  *
4586  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
4587  * hrtimer base being cleared by hrtimer_start. In the case of
4588  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
4589  */
4590 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
4591 {
4592         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
4593         u64 remaining;
4594
4595         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
4596         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
4597                 return 1;
4598
4599         /* is a quota refresh about to occur? */
4600         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
4601         if (remaining < min_expire)
4602                 return 1;
4603
4604         return 0;
4605 }
4606
4607 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4608 {
4609         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
4610
4611         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
4612         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
4613                 return;
4614
4615         hrtimer_start(&cfs_b->slack_timer,
4616                         ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period),
4617                         HRTIMER_MODE_REL);
4618 }
4619
4620 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
4621 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4622 {
4623         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4624         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
4625
4626         if (slack_runtime <= 0)
4627                 return;
4628
4629         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4630         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
4631             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
4632                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
4633
4634                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
4635                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
4636                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
4637                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
4638         }
4639         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4640
4641         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
4642         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
4643 }
4644
4645 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4646 {
4647         if (!cfs_bandwidth_used())
4648                 return;
4649
4650         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
4651                 return;
4652
4653         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4654 }
4655
4656 /*
4657  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
4658  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
4659  */
4660 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4661 {
4662         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
4663         u64 expires;
4664
4665         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
4666         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4667         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
4668                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4669                 return;
4670         }
4671
4672         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice)
4673                 runtime = cfs_b->runtime;
4674
4675         expires = cfs_b->runtime_expires;
4676         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4677
4678         if (!runtime)
4679                 return;
4680
4681         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
4682
4683         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4684         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
4685                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
4686         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4687 }
4688
4689 /*
4690  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
4691  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
4692  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
4693  */
4694 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
4695 {
4696         if (!cfs_bandwidth_used())
4697                 return;
4698
4699         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
4700         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
4701                 return;
4702
4703         /* ensure the group is not already throttled */
4704         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4705                 return;
4706
4707         /* update runtime allocation */
4708         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
4709         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
4710                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
4711 }
4712
4713 static void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu)
4714 {
4715         struct cfs_rq *pcfs_rq, *cfs_rq;
4716
4717         if (!cfs_bandwidth_used())
4718                 return;
4719
4720         if (!tg->parent)
4721                 return;
4722
4723         cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
4724         pcfs_rq = tg->parent->cfs_rq[cpu];
4725
4726         cfs_rq->throttle_count = pcfs_rq->throttle_count;
4727         cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(cpu_rq(cpu));
4728 }
4729
4730 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
4731 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4732 {
4733         if (!cfs_bandwidth_used())
4734                 return false;
4735
4736         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
4737                 return false;
4738
4739         /*
4740          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
4741          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
4742          */
4743         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4744                 return true;
4745
4746         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
4747         return true;
4748 }
4749
4750 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
4751 {
4752         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
4753                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
4754
4755         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
4756
4757         return HRTIMER_NORESTART;
4758 }
4759
4760 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
4761 {
4762         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
4763                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
4764         int overrun;
4765         int idle = 0;
4766
4767         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4768         for (;;) {
4769                 overrun = hrtimer_forward_now(timer, cfs_b->period);
4770                 if (!overrun)
4771                         break;
4772
4773                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
4774         }
4775         if (idle)
4776                 cfs_b->period_active = 0;
4777         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4778
4779         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
4780 }
4781
4782 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4783 {
4784         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
4785         cfs_b->runtime = 0;
4786         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
4787         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
4788
4789         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4790         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
4791         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
4792         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
4793         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
4794 }
4795
4796 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4797 {
4798         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
4799         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
4800 }
4801
4802 void start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4803 {
4804         u64 overrun;
4805
4806         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
4807
4808         if (cfs_b->period_active)
4809                 return;
4810
4811         cfs_b->period_active = 1;
4812         overrun = hrtimer_forward_now(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
4813         cfs_b->runtime_expires += (overrun + 1) * ktime_to_ns(cfs_b->period);
4814         cfs_b->expires_seq++;
4815         hrtimer_start_expires(&cfs_b->period_timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
4816 }
4817
4818 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4819 {
4820         /* init_cfs_bandwidth() was not called */
4821         if (!cfs_b->throttled_cfs_rq.next)
4822                 return;
4823
4824         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
4825         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
4826 }
4827
4828 /*
4829  * Both these CPU hotplug callbacks race against unregister_fair_sched_group()
4830  *
4831  * The race is harmless, since modifying bandwidth settings of unhooked group
4832  * bits doesn't do much.
4833  */
4834
4835 /* cpu online calback */
4836 static void __maybe_unused update_runtime_enabled(struct rq *rq)
4837 {
4838         struct task_group *tg;
4839
4840         lockdep_assert_held(&rq->lock);
4841
4842         rcu_read_lock();
4843         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
4844                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
4845                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4846
4847                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4848                 cfs_rq->runtime_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
4849                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4850         }
4851         rcu_read_unlock();
4852 }
4853
4854 /* cpu offline callback */
4855 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
4856 {
4857         struct task_group *tg;
4858
4859         lockdep_assert_held(&rq->lock);
4860
4861         rcu_read_lock();
4862         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
4863                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4864
4865                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
4866                         continue;
4867
4868                 /*
4869                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
4870                  * there's some valid quota amount
4871                  */
4872                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
4873                 /*
4874                  * Offline rq is schedulable till CPU is completely disabled
4875                  * in take_cpu_down(), so we prevent new cfs throttling here.
4876                  */
4877                 cfs_rq->runtime_enabled = 0;
4878
4879                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4880                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
4881         }
4882         rcu_read_unlock();
4883 }
4884
4885 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
4886 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
4887 {
4888         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
4889 }
4890
4891 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
4892 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
4893 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4894 static inline void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu) {}
4895 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4896
4897 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
4898 {
4899         return 0;
4900 }
4901
4902 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
4903 {
4904         return 0;
4905 }
4906
4907 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
4908                                     int src_cpu, int dest_cpu)
4909 {
4910         return 0;
4911 }
4912
4913 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
4914
4915 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4916 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4917 #endif
4918
4919 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
4920 {
4921         return NULL;
4922 }
4923 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
4924 static inline void update_runtime_enabled(struct rq *rq) {}
4925 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
4926
4927 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
4928
4929 /**************************************************
4930  * CFS operations on tasks:
4931  */
4932
4933 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
4934 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4935 {
4936         struct sched_entity *se = &p->se;
4937         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4938
4939         SCHED_WARN_ON(task_rq(p) != rq);
4940
4941         if (rq->cfs.h_nr_running > 1) {
4942                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
4943                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
4944                 s64 delta = slice - ran;
4945
4946                 if (delta < 0) {
4947                         if (rq->curr == p)
4948                                 resched_curr(rq);
4949                         return;
4950                 }
4951                 hrtick_start(rq, delta);
4952         }
4953 }
4954
4955 /*
4956  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
4957  * current task is from our class and nr_running is low enough
4958  * to matter.
4959  */
4960 static void hrtick_update(struct rq *rq)
4961 {
4962         struct task_struct *curr = rq->curr;
4963
4964         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
4965                 return;
4966
4967         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
4968                 hrtick_start_fair(rq, curr);
4969 }
4970 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
4971 static inline void
4972 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4973 {
4974 }
4975
4976 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
4977 {
4978 }
4979 #endif
4980
4981 /*
4982  * The enqueue_task method is called before nr_running is
4983  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
4984  * then put the task into the rbtree:
4985  */
4986 static void
4987 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
4988 {
4989         struct cfs_rq *cfs_rq;
4990         struct sched_entity *se = &p->se;
4991
4992         /*
4993          * The code below (indirectly) updates schedutil which looks at
4994          * the cfs_rq utilization to select a frequency.
4995          * Let's add the task's estimated utilization to the cfs_rq's
4996          * estimated utilization, before we update schedutil.
4997          */
4998         util_est_enqueue(&rq->cfs, p);
4999
5000         /*
5001          * If in_iowait is set, the code below may not trigger any cpufreq
5002          * utilization updates, so do it here explicitly with the IOWAIT flag
5003          * passed.
5004          */
5005         if (p->in_iowait)
5006                 cpufreq_update_util(rq, SCHED_CPUFREQ_IOWAIT);
5007
5008         for_each_sched_entity(se) {
5009                 if (se->on_rq)
5010                         break;
5011                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5012                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
5013
5014                 /*
5015                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
5016                  *
5017                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
5018                  * post the final h_nr_running increment below.
5019                  */
5020                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5021                         break;
5022                 cfs_rq->h_nr_running++;
5023
5024                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
5025         }
5026
5027         for_each_sched_entity(se) {
5028                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5029                 cfs_rq->h_nr_running++;
5030
5031                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5032                         break;
5033
5034                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
5035                 update_cfs_group(se);
5036         }
5037
5038         if (!se)
5039                 add_nr_running(rq, 1);
5040
5041         hrtick_update(rq);
5042 }
5043
5044 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
5045
5046 /*
5047  * The dequeue_task method is called before nr_running is
5048  * decreased. We remove the task from the rbtree and
5049  * update the fair scheduling stats:
5050  */
5051 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
5052 {
5053         struct cfs_rq *cfs_rq;
5054         struct sched_entity *se = &p->se;
5055         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
5056
5057         for_each_sched_entity(se) {
5058                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5059                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
5060
5061                 /*
5062                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
5063                  *
5064                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
5065                  * post the final h_nr_running decrement below.
5066                 */
5067                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5068                         break;
5069                 cfs_rq->h_nr_running--;
5070
5071                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
5072                 if (cfs_rq->load.weight) {
5073                         /* Avoid re-evaluating load for this entity: */
5074                         se = parent_entity(se);
5075                         /*
5076                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
5077                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
5078                          */
5079                         if (task_sleep && se && !throttled_hierarchy(cfs_rq))
5080                                 set_next_buddy(se);
5081                         break;
5082                 }
5083                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
5084         }
5085
5086         for_each_sched_entity(se) {
5087                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5088                 cfs_rq->h_nr_running--;
5089
5090                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5091                         break;
5092
5093                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
5094                 update_cfs_group(se);
5095         }
5096
5097         if (!se)
5098                 sub_nr_running(rq, 1);
5099
5100         util_est_dequeue(&rq->cfs, p, task_sleep);
5101         hrtick_update(rq);
5102 }
5103
5104 #ifdef CONFIG_SMP
5105
5106 /* Working cpumask for: load_balance, load_balance_newidle. */
5107 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
5108 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
5109
5110 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5111 /*
5112  * per rq 'load' arrray crap; XXX kill this.
5113  */
5114
5115 /*
5116  * The exact cpuload calculated at every tick would be:
5117  *
5118  *   load' = (1 - 1/2^i) * load + (1/2^i) * cur_load
5119  *
5120  * If a CPU misses updates for n ticks (as it was idle) and update gets
5121  * called on the n+1-th tick when CPU may be busy, then we have:
5122  *
5123  *   load_n   = (1 - 1/2^i)^n * load_0
5124  *   load_n+1 = (1 - 1/2^i)   * load_n + (1/2^i) * cur_load
5125  *
5126  * decay_load_missed() below does efficient calculation of
5127  *
5128  *   load' = (1 - 1/2^i)^n * load
5129  *
5130  * Because x^(n+m) := x^n * x^m we can decompose any x^n in power-of-2 factors.
5131  * This allows us to precompute the above in said factors, thereby allowing the
5132  * reduction of an arbitrary n in O(log_2 n) steps. (See also
5133  * fixed_power_int())
5134  *
5135  * The calculation is approximated on a 128 point scale.
5136  */
5137 #define DEGRADE_SHIFT           7
5138
5139 static const u8 degrade_zero_ticks[CPU_LOAD_IDX_MAX] = {0, 8, 32, 64, 128};
5140 static const u8 degrade_factor[CPU_LOAD_IDX_MAX][DEGRADE_SHIFT + 1] = {
5141         {   0,   0,  0,  0,  0,  0, 0, 0 },
5142         {  64,  32,  8,  0,  0,  0, 0, 0 },
5143         {  96,  72, 40, 12,  1,  0, 0, 0 },
5144         { 112,  98, 75, 43, 15,  1, 0, 0 },
5145         { 120, 112, 98, 76, 45, 16, 2, 0 }
5146 };
5147
5148 /*
5149  * Update cpu_load for any missed ticks, due to tickless idle. The backlog
5150  * would be when CPU is idle and so we just decay the old load without
5151  * adding any new load.
5152  */
5153 static unsigned long
5154 decay_load_missed(unsigned long load, unsigned long missed_updates, int idx)
5155 {
5156         int j = 0;
5157
5158         if (!missed_updates)
5159                 return load;
5160
5161         if (missed_updates >= degrade_zero_ticks[idx])
5162                 return 0;
5163
5164         if (idx == 1)
5165                 return load >> missed_updates;
5166
5167         while (missed_updates) {
5168                 if (missed_updates % 2)
5169                         load = (load * degrade_factor[idx][j]) >> DEGRADE_SHIFT;
5170
5171                 missed_updates >>= 1;
5172                 j++;
5173         }
5174         return load;
5175 }
5176
5177 static struct {
5178         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
5179         atomic_t nr_cpus;
5180         int has_blocked;                /* Idle CPUS has blocked load */
5181         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
5182         unsigned long next_blocked;     /* Next update of blocked load in jiffies */
5183 } nohz ____cacheline_aligned;
5184
5185 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
5186
5187 /**
5188  * __cpu_load_update - update the rq->cpu_load[] statistics
5189  * @this_rq: The rq to update statistics for
5190  * @this_load: The current load
5191  * @pending_updates: The number of missed updates
5192  *
5193  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
5194  * scheduler tick (TICK_NSEC).
5195  *
5196  * This function computes a decaying average:
5197  *
5198  *   load[i]' = (1 - 1/2^i) * load[i] + (1/2^i) * load
5199  *
5200  * Because of NOHZ it might not get called on every tick which gives need for
5201  * the @pending_updates argument.
5202  *
5203  *   load[i]_n = (1 - 1/2^i) * load[i]_n-1 + (1/2^i) * load_n-1
5204  *             = A * load[i]_n-1 + B ; A := (1 - 1/2^i), B := (1/2^i) * load
5205  *             = A * (A * load[i]_n-2 + B) + B
5206  *             = A * (A * (A * load[i]_n-3 + B) + B) + B
5207  *             = A^3 * load[i]_n-3 + (A^2 + A + 1) * B
5208  *             = A^n * load[i]_0 + (A^(n-1) + A^(n-2) + ... + 1) * B
5209  *             = A^n * load[i]_0 + ((1 - A^n) / (1 - A)) * B
5210  *             = (1 - 1/2^i)^n * (load[i]_0 - load) + load
5211  *
5212  * In the above we've assumed load_n := load, which is true for NOHZ_FULL as
5213  * any change in load would have resulted in the tick being turned back on.
5214  *
5215  * For regular NOHZ, this reduces to:
5216  *
5217  *   load[i]_n = (1 - 1/2^i)^n * load[i]_0
5218  *
5219  * see decay_load_misses(). For NOHZ_FULL we get to subtract and add the extra
5220  * term.
5221  */
5222 static void cpu_load_update(struct rq *this_rq, unsigned long this_load,
5223                             unsigned long pending_updates)
5224 {
5225         unsigned long __maybe_unused tickless_load = this_rq->cpu_load[0];
5226         int i, scale;
5227
5228         this_rq->nr_load_updates++;
5229
5230         /* Update our load: */
5231         this_rq->cpu_load[0] = this_load; /* Fasttrack for idx 0 */
5232         for (i = 1, scale = 2; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
5233                 unsigned long old_load, new_load;
5234
5235                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
5236
5237                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
5238 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5239                 old_load = decay_load_missed(old_load, pending_updates - 1, i);
5240                 if (tickless_load) {
5241                         old_load -= decay_load_missed(tickless_load, pending_updates - 1, i);
5242                         /*
5243                          * old_load can never be a negative value because a
5244                          * decayed tickless_load cannot be greater than the
5245                          * original tickless_load.
5246                          */
5247                         old_load += tickless_load;
5248                 }
5249 #endif
5250                 new_load = this_load;
5251                 /*
5252                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
5253                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
5254                  * example.
5255                  */
5256                 if (new_load > old_load)
5257                         new_load += scale - 1;
5258
5259                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load * (scale - 1) + new_load) >> i;
5260         }
5261 }
5262
5263 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
5264 static unsigned long weighted_cpuload(struct rq *rq)
5265 {
5266         return cfs_rq_runnable_load_avg(&rq->cfs);
5267 }
5268
5269 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5270 /*
5271  * There is no sane way to deal with nohz on smp when using jiffies because the
5272  * CPU doing the jiffies update might drift wrt the CPU doing the jiffy reading
5273  * causing off-by-one errors in observed deltas; {0,2} instead of {1,1}.
5274  *
5275  * Therefore we need to avoid the delta approach from the regular tick when
5276  * possible since that would seriously skew the load calculation. This is why we
5277  * use cpu_load_update_periodic() for CPUs out of nohz. However we'll rely on
5278  * jiffies deltas for updates happening while in nohz mode (idle ticks, idle
5279  * loop exit, nohz_idle_balance, nohz full exit...)
5280  *
5281  * This means we might still be one tick off for nohz periods.
5282  */
5283
5284 static void cpu_load_update_nohz(struct rq *this_rq,
5285                                  unsigned long curr_jiffies,
5286                                  unsigned long load)
5287 {
5288         unsigned long pending_updates;
5289
5290         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
5291         if (pending_updates) {
5292                 this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
5293                 /*
5294                  * In the regular NOHZ case, we were idle, this means load 0.
5295                  * In the NOHZ_FULL case, we were non-idle, we should consider
5296                  * its weighted load.
5297                  */
5298                 cpu_load_update(this_rq, load, pending_updates);
5299         }
5300 }
5301
5302 /*
5303  * Called from nohz_idle_balance() to update the load ratings before doing the
5304  * idle balance.
5305  */
5306 static void cpu_load_update_idle(struct rq *this_rq)
5307 {
5308         /*
5309          * bail if there's load or we're actually up-to-date.
5310          */
5311         if (weighted_cpuload(this_rq))
5312                 return;
5313
5314         cpu_load_update_nohz(this_rq, READ_ONCE(jiffies), 0);
5315 }
5316
5317 /*
5318  * Record CPU load on nohz entry so we know the tickless load to account
5319  * on nohz exit. cpu_load[0] happens then to be updated more frequently
5320  * than other cpu_load[idx] but it should be fine as cpu_load readers
5321  * shouldn't rely into synchronized cpu_load[*] updates.
5322  */
5323 void cpu_load_update_nohz_start(void)
5324 {
5325         struct rq *this_rq = this_rq();
5326
5327         /*
5328          * This is all lockless but should be fine. If weighted_cpuload changes
5329          * concurrently we'll exit nohz. And cpu_load write can race with
5330          * cpu_load_update_idle() but both updater would be writing the same.
5331          */
5332         this_rq->cpu_load[0] = weighted_cpuload(this_rq);
5333 }
5334
5335 /*
5336  * Account the tickless load in the end of a nohz frame.
5337  */
5338 void cpu_load_update_nohz_stop(void)
5339 {
5340         unsigned long curr_jiffies = READ_ONCE(jiffies);
5341         struct rq *this_rq = this_rq();
5342         unsigned long load;
5343         struct rq_flags rf;
5344
5345         if (curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
5346                 return;
5347
5348         load = weighted_cpuload(this_rq);
5349         rq_lock(this_rq, &rf);
5350         update_rq_clock(this_rq);
5351         cpu_load_update_nohz(this_rq, curr_jiffies, load);
5352         rq_unlock(this_rq, &rf);
5353 }
5354 #else /* !CONFIG_NO_HZ_COMMON */
5355 static inline void cpu_load_update_nohz(struct rq *this_rq,
5356                                         unsigned long curr_jiffies,
5357                                         unsigned long load) { }
5358 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
5359
5360 static void cpu_load_update_periodic(struct rq *this_rq, unsigned long load)
5361 {
5362 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5363         /* See the mess around cpu_load_update_nohz(). */
5364         this_rq->last_load_update_tick = READ_ONCE(jiffies);
5365 #endif
5366         cpu_load_update(this_rq, load, 1);
5367 }
5368
5369 /*
5370  * Called from scheduler_tick()
5371  */
5372 void cpu_load_update_active(struct rq *this_rq)
5373 {
5374         unsigned long load = weighted_cpuload(this_rq);
5375
5376         if (tick_nohz_tick_stopped())
5377                 cpu_load_update_nohz(this_rq, READ_ONCE(jiffies), load);
5378         else
5379                 cpu_load_update_periodic(this_rq, load);
5380 }
5381
5382 /*
5383  * Return a low guess at the load of a migration-source CPU weighted
5384  * according to the scheduling class and "nice" value.
5385  *
5386  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
5387  * balance conservatively.
5388  */
5389 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
5390 {
5391         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5392         unsigned long total = weighted_cpuload(rq);
5393
5394         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
5395                 return total;
5396
5397         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
5398 }
5399
5400 /*
5401  * Return a high guess at the load of a migration-target CPU weighted
5402  * according to the scheduling class and "nice" value.
5403  */
5404 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
5405 {
5406         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5407         unsigned long total = weighted_cpuload(rq);
5408
5409         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
5410                 return total;
5411
5412         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
5413 }
5414
5415 static unsigned long capacity_of(int cpu)
5416 {
5417         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity;
5418 }
5419
5420 static unsigned long capacity_orig_of(int cpu)
5421 {
5422         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig;
5423 }
5424
5425 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
5426 {
5427         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5428         unsigned long nr_running = READ_ONCE(rq->cfs.h_nr_running);
5429         unsigned long load_avg = weighted_cpuload(rq);
5430
5431         if (nr_running)
5432                 return load_avg / nr_running;
5433
5434         return 0;
5435 }
5436
5437 static void record_wakee(struct task_struct *p)
5438 {
5439         /*
5440          * Only decay a single time; tasks that have less then 1 wakeup per
5441          * jiffy will not have built up many flips.
5442          */
5443         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
5444                 current->wakee_flips >>= 1;
5445                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
5446         }
5447
5448         if (current->last_wakee != p) {
5449                 current->last_wakee = p;
5450                 current->wakee_flips++;
5451         }
5452 }
5453
5454 /*
5455  * Detect M:N waker/wakee relationships via a switching-frequency heuristic.
5456  *
5457  * A waker of many should wake a different task than the one last awakened
5458  * at a frequency roughly N times higher than one of its wakees.
5459  *
5460  * In order to determine whether we should let the load spread vs consolidating
5461  * to shared cache, we look for a minimum 'flip' frequency of llc_size in one
5462  * partner, and a factor of lls_size higher frequency in the other.
5463  *
5464  * With both conditions met, we can be relatively sure that the relationship is
5465  * non-monogamous, with partner count exceeding socket size.
5466  *
5467  * Waker/wakee being client/server, worker/dispatcher, interrupt source or
5468  * whatever is irrelevant, spread criteria is apparent partner count exceeds
5469  * socket size.
5470  */
5471 static int wake_wide(struct task_struct *p)
5472 {
5473         unsigned int master = current->wakee_flips;
5474         unsigned int slave = p->wakee_flips;
5475         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
5476
5477         if (master < slave)
5478                 swap(master, slave);
5479         if (slave < factor || master < slave * factor)
5480                 return 0;
5481         return 1;
5482 }
5483
5484 /*
5485  * The purpose of wake_affine() is to quickly determine on which CPU we can run
5486  * soonest. For the purpose of speed we only consider the waking and previous
5487  * CPU.
5488  *
5489  * wake_affine_idle() - only considers 'now', it check if the waking CPU is
5490  *                      cache-affine and is (or will be) idle.
5491  *
5492  * wake_affine_weight() - considers the weight to reflect the average
5493  *                        scheduling latency of the CPUs. This seems to work
5494  *                        for the overloaded case.
5495  */
5496 static int
5497 wake_affine_idle(int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5498 {
5499         /*
5500          * If this_cpu is idle, it implies the wakeup is from interrupt
5501          * context. Only allow the move if cache is shared. Otherwise an
5502          * interrupt intensive workload could force all tasks onto one
5503          * node depending on the IO topology or IRQ affinity settings.
5504          *
5505          * If the prev_cpu is idle and cache affine then avoid a migration.
5506          * There is no guarantee that the cache hot data from an interrupt
5507          * is more important than cache hot data on the prev_cpu and from
5508          * a cpufreq perspective, it's better to have higher utilisation
5509          * on one CPU.
5510          */
5511         if (available_idle_cpu(this_cpu) && cpus_share_cache(this_cpu, prev_cpu))
5512                 return available_idle_cpu(prev_cpu) ? prev_cpu : this_cpu;
5513
5514         if (sync && cpu_rq(this_cpu)->nr_running == 1)
5515                 return this_cpu;
5516
5517         return nr_cpumask_bits;
5518 }
5519
5520 static int
5521 wake_affine_weight(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5522                    int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5523 {
5524         s64 this_eff_load, prev_eff_load;
5525         unsigned long task_load;
5526
5527         this_eff_load = target_load(this_cpu, sd->wake_idx);
5528
5529         if (sync) {
5530                 unsigned long current_load = task_h_load(current);
5531
5532                 if (current_load > this_eff_load)
5533                         return this_cpu;
5534
5535                 this_eff_load -= current_load;
5536         }
5537
5538         task_load = task_h_load(p);
5539
5540         this_eff_load += task_load;
5541         if (sched_feat(WA_BIAS))
5542                 this_eff_load *= 100;
5543         this_eff_load *= capacity_of(prev_cpu);
5544
5545         prev_eff_load = source_load(prev_cpu, sd->wake_idx);
5546         prev_eff_load -= task_load;
5547         if (sched_feat(WA_BIAS))
5548                 prev_eff_load *= 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
5549         prev_eff_load *= capacity_of(this_cpu);
5550
5551         /*
5552          * If sync, adjust the weight of prev_eff_load such that if
5553          * prev_eff == this_eff that select_idle_sibling() will consider
5554          * stacking the wakee on top of the waker if no other CPU is
5555          * idle.
5556          */
5557         if (sync)
5558                 prev_eff_load += 1;
5559
5560         return this_eff_load < prev_eff_load ? this_cpu : nr_cpumask_bits;
5561 }
5562
5563 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5564                        int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5565 {
5566         int target = nr_cpumask_bits;
5567
5568         if (sched_feat(WA_IDLE))
5569                 target = wake_affine_idle(this_cpu, prev_cpu, sync);
5570
5571         if (sched_feat(WA_WEIGHT) && target == nr_cpumask_bits)
5572                 target = wake_affine_weight(sd, p, this_cpu, prev_cpu, sync);
5573
5574         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
5575         if (target == nr_cpumask_bits)
5576                 return prev_cpu;
5577
5578         schedstat_inc(sd->ttwu_move_affine);
5579         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_affine);
5580         return target;
5581 }
5582
5583 static unsigned long cpu_util_wake(int cpu, struct task_struct *p);
5584
5585 static unsigned long capacity_spare_wake(int cpu, struct task_struct *p)
5586 {
5587         return max_t(long, capacity_of(cpu) - cpu_util_wake(cpu, p), 0);
5588 }
5589
5590 /*
5591  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
5592  * domain.
5593  *
5594  * Assumes p is allowed on at least one CPU in sd.
5595  */
5596 static struct sched_group *
5597 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5598                   int this_cpu, int sd_flag)
5599 {
5600         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
5601         struct sched_group *most_spare_sg = NULL;
5602         unsigned long min_runnable_load = ULONG_MAX;
5603         unsigned long this_runnable_load = ULONG_MAX;
5604         unsigned long min_avg_load = ULONG_MAX, this_avg_load = ULONG_MAX;
5605         unsigned long most_spare = 0, this_spare = 0;
5606         int load_idx = sd->forkexec_idx;
5607         int imbalance_scale = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
5608         unsigned long imbalance = scale_load_down(NICE_0_LOAD) *
5609                                 (sd->imbalance_pct-100) / 100;
5610
5611         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
5612                 load_idx = sd->wake_idx;
5613
5614         do {
5615                 unsigned long load, avg_load, runnable_load;
5616                 unsigned long spare_cap, max_spare_cap;
5617                 int local_group;
5618                 int i;
5619
5620                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
5621                 if (!cpumask_intersects(sched_group_span(group),
5622                                         &p->cpus_allowed))
5623                         continue;
5624
5625                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
5626                                                sched_group_span(group));
5627
5628                 /*
5629                  * Tally up the load of all CPUs in the group and find
5630                  * the group containing the CPU with most spare capacity.
5631                  */
5632                 avg_load = 0;
5633                 runnable_load = 0;
5634                 max_spare_cap = 0;
5635
5636                 for_each_cpu(i, sched_group_span(group)) {
5637                         /* Bias balancing toward CPUs of our domain */
5638                         if (local_group)
5639                                 load = source_load(i, load_idx);
5640                         else
5641                                 load = target_load(i, load_idx);
5642
5643                         runnable_load += load;
5644
5645                         avg_load += cfs_rq_load_avg(&cpu_rq(i)->cfs);
5646
5647                         spare_cap = capacity_spare_wake(i, p);
5648
5649                         if (spare_cap > max_spare_cap)
5650                                 max_spare_cap = spare_cap;
5651                 }
5652
5653                 /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
5654                 avg_load = (avg_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
5655                                         group->sgc->capacity;
5656                 runnable_load = (runnable_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
5657                                         group->sgc->capacity;
5658
5659                 if (local_group) {
5660                         this_runnable_load = runnable_load;
5661                         this_avg_load = avg_load;
5662                         this_spare = max_spare_cap;
5663                 } else {
5664                         if (min_runnable_load > (runnable_load + imbalance)) {
5665                                 /*
5666                                  * The runnable load is significantly smaller
5667                                  * so we can pick this new CPU:
5668                                  */
5669                                 min_runnable_load = runnable_load;
5670                                 min_avg_load = avg_load;
5671                                 idlest = group;
5672                         } else if ((runnable_load < (min_runnable_load + imbalance)) &&
5673                                    (100*min_avg_load > imbalance_scale*avg_load)) {
5674                                 /*
5675                                  * The runnable loads are close so take the
5676                                  * blocked load into account through avg_load:
5677                                  */
5678                                 min_avg_load = avg_load;
5679                                 idlest = group;
5680                         }
5681
5682                         if (most_spare < max_spare_cap) {
5683                                 most_spare = max_spare_cap;
5684                                 most_spare_sg = group;
5685                         }
5686                 }
5687         } while (group = group->next, group != sd->groups);
5688
5689         /*
5690          * The cross-over point between using spare capacity or least load
5691          * is too conservative for high utilization tasks on partially
5692          * utilized systems if we require spare_capacity > task_util(p),
5693          * so we allow for some task stuffing by using
5694          * spare_capacity > task_util(p)/2.
5695          *
5696          * Spare capacity can't be used for fork because the utilization has
5697          * not been set yet, we must first select a rq to compute the initial
5698          * utilization.
5699          */
5700         if (sd_flag & SD_BALANCE_FORK)
5701                 goto skip_spare;
5702
5703         if (this_spare > task_util(p) / 2 &&
5704             imbalance_scale*this_spare > 100*most_spare)
5705                 return NULL;
5706
5707         if (most_spare > task_util(p) / 2)
5708                 return most_spare_sg;
5709
5710 skip_spare:
5711         if (!idlest)
5712                 return NULL;
5713
5714         /*
5715          * When comparing groups across NUMA domains, it's possible for the
5716          * local domain to be very lightly loaded relative to the remote
5717          * domains but "imbalance" skews the comparison making remote CPUs
5718          * look much more favourable. When considering cross-domain, add
5719          * imbalance to the runnable load on the remote node and consider
5720          * staying local.
5721          */
5722         if ((sd->flags & SD_NUMA) &&
5723             min_runnable_load + imbalance >= this_runnable_load)
5724                 return NULL;
5725
5726         if (min_runnable_load > (this_runnable_load + imbalance))
5727                 return NULL;
5728
5729         if ((this_runnable_load < (min_runnable_load + imbalance)) &&
5730              (100*this_avg_load < imbalance_scale*min_avg_load))
5731                 return NULL;
5732
5733         return idlest;
5734 }
5735
5736 /*
5737  * find_idlest_group_cpu - find the idlest CPU among the CPUs in the group.
5738  */
5739 static int
5740 find_idlest_group_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
5741 {
5742         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
5743         unsigned int min_exit_latency = UINT_MAX;
5744         u64 latest_idle_timestamp = 0;
5745         int least_loaded_cpu = this_cpu;
5746         int shallowest_idle_cpu = -1;
5747         int i;
5748
5749         /* Check if we have any choice: */
5750         if (group->group_weight == 1)
5751                 return cpumask_first(sched_group_span(group));
5752
5753         /* Traverse only the allowed CPUs */
5754         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), &p->cpus_allowed) {
5755                 if (available_idle_cpu(i)) {
5756                         struct rq *rq = cpu_rq(i);
5757                         struct cpuidle_state *idle = idle_get_state(rq);
5758                         if (idle && idle->exit_latency < min_exit_latency) {
5759                                 /*
5760                                  * We give priority to a CPU whose idle state
5761                                  * has the smallest exit latency irrespective
5762                                  * of any idle timestamp.
5763                                  */
5764                                 min_exit_latency = idle->exit_latency;
5765                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5766                                 shallowest_idle_cpu = i;
5767                         } else if ((!idle || idle->exit_latency == min_exit_latency) &&
5768                                    rq->idle_stamp > latest_idle_timestamp) {
5769                                 /*
5770                                  * If equal or no active idle state, then
5771                                  * the most recently idled CPU might have
5772                                  * a warmer cache.
5773                                  */
5774                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5775                                 shallowest_idle_cpu = i;
5776                         }
5777                 } else if (shallowest_idle_cpu == -1) {
5778                         load = weighted_cpuload(cpu_rq(i));
5779                         if (load < min_load) {
5780                                 min_load = load;
5781                                 least_loaded_cpu = i;
5782                         }
5783                 }
5784         }
5785
5786         return shallowest_idle_cpu != -1 ? shallowest_idle_cpu : least_loaded_cpu;
5787 }
5788
5789 static inline int find_idlest_cpu(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5790                                   int cpu, int prev_cpu, int sd_flag)
5791 {
5792         int new_cpu = cpu;
5793
5794         if (!cpumask_intersects(sched_domain_span(sd), &p->cpus_allowed))
5795                 return prev_cpu;
5796
5797         /*
5798          * We need task's util for capacity_spare_wake, sync it up to prev_cpu's
5799          * last_update_time.
5800          */
5801         if (!(sd_flag & SD_BALANCE_FORK))
5802                 sync_entity_load_avg(&p->se);
5803
5804         while (sd) {
5805                 struct sched_group *group;
5806                 struct sched_domain *tmp;
5807                 int weight;
5808
5809                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
5810                         sd = sd->child;
5811                         continue;
5812                 }
5813
5814                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, sd_flag);
5815                 if (!group) {
5816                         sd = sd->child;
5817                         continue;
5818                 }
5819
5820                 new_cpu = find_idlest_group_cpu(group, p, cpu);
5821                 if (new_cpu == cpu) {
5822                         /* Now try balancing at a lower domain level of 'cpu': */
5823                         sd = sd->child;
5824                         continue;
5825                 }
5826
5827                 /* Now try balancing at a lower domain level of 'new_cpu': */
5828                 cpu = new_cpu;
5829                 weight = sd->span_weight;
5830                 sd = NULL;
5831                 for_each_domain(cpu, tmp) {
5832                         if (weight <= tmp->span_weight)
5833                                 break;
5834                         if (tmp->flags & sd_flag)
5835                                 sd = tmp;
5836                 }
5837         }
5838
5839         return new_cpu;
5840 }
5841
5842 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
5843 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_smt_present);
5844
5845 static inline void set_idle_cores(int cpu, int val)
5846 {
5847         struct sched_domain_shared *sds;
5848
5849         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
5850         if (sds)
5851                 WRITE_ONCE(sds->has_idle_cores, val);
5852 }
5853
5854 static inline bool test_idle_cores(int cpu, bool def)
5855 {
5856         struct sched_domain_shared *sds;
5857
5858         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
5859         if (sds)
5860                 return READ_ONCE(sds->has_idle_cores);
5861
5862         return def;
5863 }
5864
5865 /*
5866  * Scans the local SMT mask to see if the entire core is idle, and records this
5867  * information in sd_llc_shared->has_idle_cores.
5868  *
5869  * Since SMT siblings share all cache levels, inspecting this limited remote
5870  * state should be fairly cheap.
5871  */
5872 void __update_idle_core(struct rq *rq)
5873 {
5874         int core = cpu_of(rq);
5875         int cpu;
5876
5877         rcu_read_lock();
5878         if (test_idle_cores(core, true))
5879                 goto unlock;
5880
5881         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
5882                 if (cpu == core)
5883                         continue;
5884
5885                 if (!available_idle_cpu(cpu))
5886                         goto unlock;
5887         }
5888
5889         set_idle_cores(core, 1);
5890 unlock:
5891         rcu_read_unlock();
5892 }
5893
5894 /*
5895  * Scan the entire LLC domain for idle cores; this dynamically switches off if
5896  * there are no idle cores left in the system; tracked through
5897  * sd_llc->shared->has_idle_cores and enabled through update_idle_core() above.
5898  */
5899 static int select_idle_core(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
5900 {
5901         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_idle_mask);
5902         int core, cpu;
5903
5904         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present))
5905                 return -1;
5906
5907         if (!test_idle_cores(target, false))
5908                 return -1;
5909
5910         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), &p->cpus_allowed);
5911
5912         for_each_cpu_wrap(core, cpus, target) {
5913                 bool idle = true;
5914
5915                 for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
5916                         cpumask_clear_cpu(cpu, cpus);
5917                         if (!available_idle_cpu(cpu))
5918                                 idle = false;
5919                 }
5920
5921                 if (idle)
5922                         return core;
5923         }
5924
5925         /*
5926          * Failed to find an idle core; stop looking for one.
5927          */
5928         set_idle_cores(target, 0);
5929
5930         return -1;
5931 }
5932
5933 /*
5934  * Scan the local SMT mask for idle CPUs.
5935  */
5936 static int select_idle_smt(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
5937 {
5938         int cpu;
5939
5940         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present))
5941                 return -1;
5942
5943         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(target)) {
5944                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed))
5945                         continue;
5946                 if (available_idle_cpu(cpu))
5947                         return cpu;
5948         }
5949
5950         return -1;
5951 }
5952
5953 #else /* CONFIG_SCHED_SMT */
5954
5955 static inline int select_idle_core(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
5956 {
5957         return -1;
5958 }
5959
5960 static inline int select_idle_smt(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
5961 {
5962         return -1;
5963 }
5964
5965 #endif /* CONFIG_SCHED_SMT */
5966
5967 /*
5968  * Scan the LLC domain for idle CPUs; this is dynamically regulated by
5969  * comparing the average scan cost (tracked in sd->avg_scan_cost) against the
5970  * average idle time for this rq (as found in rq->avg_idle).
5971  */
5972 static int select_idle_cpu(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
5973 {
5974         struct sched_domain *this_sd;
5975         u64 avg_cost, avg_idle;
5976         u64 time, cost;
5977         s64 delta;
5978         int cpu, nr = INT_MAX;
5979
5980         this_sd = rcu_dereference(*this_cpu_ptr(&sd_llc));
5981         if (!this_sd)
5982                 return -1;
5983
5984         /*
5985          * Due to large variance we need a large fuzz factor; hackbench in
5986          * particularly is sensitive here.
5987          */
5988         avg_idle = this_rq()->avg_idle / 512;
5989         avg_cost = this_sd->avg_scan_cost + 1;
5990
5991         if (sched_feat(SIS_AVG_CPU) && avg_idle < avg_cost)
5992                 return -1;
5993
5994         if (sched_feat(SIS_PROP)) {
5995                 u64 span_avg = sd->span_weight * avg_idle;
5996                 if (span_avg > 4*avg_cost)
5997                         nr = div_u64(span_avg, avg_cost);
5998                 else
5999                         nr = 4;
6000         }
6001
6002         time = local_clock();
6003
6004         for_each_cpu_wrap(cpu, sched_domain_span(sd), target) {
6005                 if (!--nr)
6006                         return -1;
6007                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed))
6008                         continue;
6009                 if (available_idle_cpu(cpu))
6010                         break;
6011         }
6012
6013         time = local_clock() - time;
6014         cost = this_sd->avg_scan_cost;
6015         delta = (s64)(time - cost) / 8;
6016         this_sd->avg_scan_cost += delta;
6017
6018         return cpu;
6019 }
6020
6021 /*
6022  * Try and locate an idle core/thread in the LLC cache domain.
6023  */
6024 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev, int target)
6025 {
6026         struct sched_domain *sd;
6027         int i, recent_used_cpu;
6028
6029         if (available_idle_cpu(target))
6030                 return target;
6031
6032         /*
6033          * If the previous CPU is cache affine and idle, don't be stupid:
6034          */
6035         if (prev != target && cpus_share_cache(prev, target) && available_idle_cpu(prev))
6036                 return prev;
6037
6038         /* Check a recently used CPU as a potential idle candidate: */
6039         recent_used_cpu = p->recent_used_cpu;
6040         if (recent_used_cpu != prev &&
6041             recent_used_cpu != target &&
6042             cpus_share_cache(recent_used_cpu, target) &&
6043             available_idle_cpu(recent_used_cpu) &&
6044             cpumask_test_cpu(p->recent_used_cpu, &p->cpus_allowed)) {
6045                 /*
6046                  * Replace recent_used_cpu with prev as it is a potential
6047                  * candidate for the next wake:
6048                  */
6049                 p->recent_used_cpu = prev;
6050                 return recent_used_cpu;
6051         }
6052
6053         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
6054         if (!sd)
6055                 return target;
6056
6057         i = select_idle_core(p, sd, target);
6058         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
6059                 return i;
6060
6061         i = select_idle_cpu(p, sd, target);
6062         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
6063                 return i;
6064
6065         i = select_idle_smt(p, sd, target);
6066         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
6067                 return i;
6068
6069         return target;
6070 }
6071
6072 /**
6073  * Amount of capacity of a CPU that is (estimated to be) used by CFS tasks
6074  * @cpu: the CPU to get the utilization of
6075  *
6076  * The unit of the return value must be the one of capacity so we can compare
6077  * the utilization with the capacity of the CPU that is available for CFS task
6078  * (ie cpu_capacity).
6079  *
6080  * cfs_rq.avg.util_avg is the sum of running time of runnable tasks plus the
6081  * recent utilization of currently non-runnable tasks on a CPU. It represents
6082  * the amount of utilization of a CPU in the range [0..capacity_orig] where
6083  * capacity_orig is the cpu_capacity available at the highest frequency
6084  * (arch_scale_freq_capacity()).
6085  * The utilization of a CPU converges towards a sum equal to or less than the
6086  * current capacity (capacity_curr <= capacity_orig) of the CPU because it is
6087  * the running time on this CPU scaled by capacity_curr.
6088  *
6089  * The estimated utilization of a CPU is defined to be the maximum between its
6090  * cfs_rq.avg.util_avg and the sum of the estimated utilization of the tasks
6091  * currently RUNNABLE on that CPU.
6092  * This allows to properly represent the expected utilization of a CPU which
6093  * has just got a big task running since a long sleep period. At the same time
6094  * however it preserves the benefits of the "blocked utilization" in
6095  * describing the potential for other tasks waking up on the same CPU.
6096  *
6097  * Nevertheless, cfs_rq.avg.util_avg can be higher than capacity_curr or even
6098  * higher than capacity_orig because of unfortunate rounding in
6099  * cfs.avg.util_avg or just after migrating tasks and new task wakeups until
6100  * the average stabilizes with the new running time. We need to check that the
6101  * utilization stays within the range of [0..capacity_orig] and cap it if
6102  * necessary. Without utilization capping, a group could be seen as overloaded
6103  * (CPU0 utilization at 121% + CPU1 utilization at 80%) whereas CPU1 has 20% of
6104  * available capacity. We allow utilization to overshoot capacity_curr (but not
6105  * capacity_orig) as it useful for predicting the capacity required after task
6106  * migrations (scheduler-driven DVFS).
6107  *
6108  * Return: the (estimated) utilization for the specified CPU
6109  */
6110 static inline unsigned long cpu_util(int cpu)
6111 {
6112         struct cfs_rq *cfs_rq;
6113         unsigned int util;
6114
6115         cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6116         util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6117
6118         if (sched_feat(UTIL_EST))
6119                 util = max(util, READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued));
6120
6121         return min_t(unsigned long, util, capacity_orig_of(cpu));
6122 }
6123
6124 /*
6125  * cpu_util_wake: Compute CPU utilization with any contributions from
6126  * the waking task p removed.
6127  */
6128 static unsigned long cpu_util_wake(int cpu, struct task_struct *p)
6129 {
6130         struct cfs_rq *cfs_rq;
6131         unsigned int util;
6132
6133         /* Task has no contribution or is new */
6134         if (cpu != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
6135                 return cpu_util(cpu);
6136
6137         cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6138         util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6139
6140         /* Discount task's blocked util from CPU's util */
6141         util -= min_t(unsigned int, util, task_util(p));
6142
6143         /*
6144          * Covered cases:
6145          *
6146          * a) if *p is the only task sleeping on this CPU, then:
6147          *      cpu_util (== task_util) > util_est (== 0)
6148          *    and thus we return:
6149          *      cpu_util_wake = (cpu_util - task_util) = 0
6150          *
6151          * b) if other tasks are SLEEPING on this CPU, which is now exiting
6152          *    IDLE, then:
6153          *      cpu_util >= task_util
6154          *      cpu_util > util_est (== 0)
6155          *    and thus we discount *p's blocked utilization to return:
6156          *      cpu_util_wake = (cpu_util - task_util) >= 0
6157          *
6158          * c) if other tasks are RUNNABLE on that CPU and
6159          *      util_est > cpu_util
6160          *    then we use util_est since it returns a more restrictive
6161          *    estimation of the spare capacity on that CPU, by just
6162          *    considering the expected utilization of tasks already
6163          *    runnable on that CPU.
6164          *
6165          * Cases a) and b) are covered by the above code, while case c) is
6166          * covered by the following code when estimated utilization is
6167          * enabled.
6168          */
6169         if (sched_feat(UTIL_EST))
6170                 util = max(util, READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued));
6171
6172         /*
6173          * Utilization (estimated) can exceed the CPU capacity, thus let's
6174          * clamp to the maximum CPU capacity to ensure consistency with
6175          * the cpu_util call.
6176          */
6177         return min_t(unsigned long, util, capacity_orig_of(cpu));
6178 }
6179
6180 /*
6181  * Disable WAKE_AFFINE in the case where task @p doesn't fit in the
6182  * capacity of either the waking CPU @cpu or the previous CPU @prev_cpu.
6183  *
6184  * In that case WAKE_AFFINE doesn't make sense and we'll let
6185  * BALANCE_WAKE sort things out.
6186  */
6187 static int wake_cap(struct task_struct *p, int cpu, int prev_cpu)
6188 {
6189         long min_cap, max_cap;
6190
6191         min_cap = min(capacity_orig_of(prev_cpu), capacity_orig_of(cpu));
6192         max_cap = cpu_rq(cpu)->rd->max_cpu_capacity;
6193
6194         /* Minimum capacity is close to max, no need to abort wake_affine */
6195         if (max_cap - min_cap < max_cap >> 3)
6196                 return 0;
6197
6198         /* Bring task utilization in sync with prev_cpu */
6199         sync_entity_load_avg(&p->se);
6200
6201         return min_cap * 1024 < task_util(p) * capacity_margin;
6202 }
6203
6204 /*
6205  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
6206  * that have the 'sd_flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
6207  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
6208  *
6209  * Balances load by selecting the idlest CPU in the idlest group, or under
6210  * certain conditions an idle sibling CPU if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
6211  *
6212  * Returns the target CPU number.
6213  *
6214  * preempt must be disabled.
6215  */
6216 static int
6217 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
6218 {
6219         struct sched_domain *tmp, *sd = NULL;
6220         int cpu = smp_processor_id();
6221         int new_cpu = prev_cpu;
6222         int want_affine = 0;
6223         int sync = (wake_flags & WF_SYNC) && !(current->flags & PF_EXITING);
6224
6225         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
6226                 record_wakee(p);
6227                 want_affine = !wake_wide(p) && !wake_cap(p, cpu, prev_cpu)
6228                               && cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed);
6229         }
6230
6231         rcu_read_lock();
6232         for_each_domain(cpu, tmp) {
6233                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
6234                         break;
6235
6236                 /*
6237                  * If both 'cpu' and 'prev_cpu' are part of this domain,
6238                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
6239                  */
6240                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
6241                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
6242                         if (cpu != prev_cpu)
6243                                 new_cpu = wake_affine(tmp, p, cpu, prev_cpu, sync);
6244
6245                         sd = NULL; /* Prefer wake_affine over balance flags */
6246                         break;
6247                 }
6248
6249                 if (tmp->flags & sd_flag)
6250                         sd = tmp;
6251                 else if (!want_affine)
6252                         break;
6253         }
6254
6255         if (unlikely(sd)) {
6256                 /* Slow path */
6257                 new_cpu = find_idlest_cpu(sd, p, cpu, prev_cpu, sd_flag);
6258         } else if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) { /* XXX always ? */
6259                 /* Fast path */
6260
6261                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu, new_cpu);
6262
6263                 if (want_affine)
6264                         current->recent_used_cpu = cpu;
6265         }
6266         rcu_read_unlock();
6267
6268         return new_cpu;
6269 }
6270
6271 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se);
6272
6273 /*
6274  * Called immediately before a task is migrated to a new CPU; task_cpu(p) and
6275  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
6276  * previous CPU. The caller guarantees p->pi_lock or task_rq(p)->lock is held.
6277  */
6278 static void migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p)
6279 {
6280         /*
6281          * As blocked tasks retain absolute vruntime the migration needs to
6282          * deal with this by subtracting the old and adding the new
6283          * min_vruntime -- the latter is done by enqueue_entity() when placing
6284          * the task on the new runqueue.
6285          */
6286         if (p->state == TASK_WAKING) {
6287                 struct sched_entity *se = &p->se;
6288                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6289                 u64 min_vruntime;
6290
6291 #ifndef CONFIG_64BIT
6292                 u64 min_vruntime_copy;
6293
6294                 do {
6295                         min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
6296                         smp_rmb();
6297                         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
6298                 } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
6299 #else
6300                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
6301 #endif
6302
6303                 se->vruntime -= min_vruntime;
6304         }
6305
6306         if (p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING) {
6307                 /*
6308                  * In case of TASK_ON_RQ_MIGRATING we in fact hold the 'old'
6309                  * rq->lock and can modify state directly.
6310                  */
6311                 lockdep_assert_held(&task_rq(p)->lock);
6312                 detach_entity_cfs_rq(&p->se);
6313
6314         } else {
6315                 /*
6316                  * We are supposed to update the task to "current" time, then
6317                  * its up to date and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we
6318                  * have difficulty in getting what current time is, so simply
6319                  * throw away the out-of-date time. This will result in the
6320                  * wakee task is less decayed, but giving the wakee more load
6321                  * sounds not bad.
6322                  */
6323                 remove_entity_load_avg(&p->se);
6324         }
6325
6326         /* Tell new CPU we are migrated */
6327         p->se.avg.last_update_time = 0;
6328
6329         /* We have migrated, no longer consider this task hot */
6330         p->se.exec_start = 0;
6331 }
6332
6333 static void task_dead_fair(struct task_struct *p)
6334 {
6335         remove_entity_load_avg(&p->se);
6336 }
6337 #endif /* CONFIG_SMP */
6338
6339 static unsigned long wakeup_gran(struct sched_entity *se)
6340 {
6341         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
6342
6343         /*
6344          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
6345          * to virtual-time in his units.
6346          *
6347          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
6348          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
6349          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
6350          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
6351          * be smaller, again penalizing the lighter task.
6352          *
6353          * This is especially important for buddies when the leftmost
6354          * task is higher priority than the buddy.
6355          */
6356         return calc_delta_fair(gran, se);
6357 }
6358
6359 /*
6360  * Should 'se' preempt 'curr'.
6361  *
6362  *             |s1
6363  *        |s2
6364  *   |s3
6365  *         g
6366  *      |<--->|c
6367  *
6368  *  w(c, s1) = -1
6369  *  w(c, s2) =  0
6370  *  w(c, s3) =  1
6371  *
6372  */
6373 static int
6374 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
6375 {
6376         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
6377
6378         if (vdiff <= 0)
6379                 return -1;
6380
6381         gran = wakeup_gran(se);
6382         if (vdiff > gran)
6383                 return 1;
6384
6385         return 0;
6386 }
6387
6388 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
6389 {
6390         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
6391                 return;
6392
6393         for_each_sched_entity(se) {
6394                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
6395                         return;
6396                 cfs_rq_of(se)->last = se;
6397         }
6398 }
6399
6400 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
6401 {
6402         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
6403                 return;
6404
6405         for_each_sched_entity(se) {
6406                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
6407                         return;
6408                 cfs_rq_of(se)->next = se;
6409         }
6410 }
6411
6412 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
6413 {
6414         for_each_sched_entity(se)
6415                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
6416 }
6417
6418 /*
6419  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
6420  */
6421 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
6422 {
6423         struct task_struct *curr = rq->curr;
6424         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
6425         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
6426         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
6427         int next_buddy_marked = 0;
6428
6429         if (unlikely(se == pse))
6430                 return;
6431
6432         /*
6433          * This is possible from callers such as attach_tasks(), in which we
6434          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
6435          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
6436          * next-buddy nomination below.
6437          */
6438         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
6439                 return;
6440
6441         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
6442                 set_next_buddy(pse);
6443                 next_buddy_marked = 1;
6444         }
6445
6446         /*
6447          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
6448          * wake up path.
6449          *
6450          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
6451          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
6452          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
6453          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
6454          * below.
6455          */
6456         if (test_tsk_need_resched(curr))
6457                 return;
6458
6459         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
6460         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
6461             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
6462                 goto preempt;
6463
6464         /*
6465          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
6466          * is driven by the tick):
6467          */
6468         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
6469                 return;
6470
6471         find_matching_se(&se, &pse);
6472         update_curr(cfs_rq_of(se));
6473         BUG_ON(!pse);
6474         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
6475                 /*
6476                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
6477                  * triggering this preemption.
6478                  */
6479                 if (!next_buddy_marked)
6480                         set_next_buddy(pse);
6481                 goto preempt;
6482         }
6483
6484         return;
6485
6486 preempt:
6487         resched_curr(rq);
6488         /*
6489          * Only set the backward buddy when the current task is still
6490          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
6491          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
6492          * point, either of which can * drop the rq lock.
6493          *
6494          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
6495          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
6496          */
6497         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
6498                 return;
6499
6500         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
6501                 set_last_buddy(se);
6502 }
6503
6504 static struct task_struct *
6505 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
6506 {
6507         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
6508         struct sched_entity *se;
6509         struct task_struct *p;
6510         int new_tasks;
6511
6512 again:
6513         if (!cfs_rq->nr_running)
6514                 goto idle;
6515
6516 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6517         if (prev->sched_class != &fair_sched_class)
6518                 goto simple;
6519
6520         /*
6521          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
6522          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
6523          *
6524          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
6525          * hierarchy, only change the part that actually changes.
6526          */
6527
6528         do {
6529                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
6530
6531                 /*
6532                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
6533                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
6534                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
6535                  * forget we've ever seen it.
6536                  */
6537                 if (curr) {
6538                         if (curr->on_rq)
6539                                 update_curr(cfs_rq);
6540                         else
6541                                 curr = NULL;
6542
6543                         /*
6544                          * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the
6545                          * throttle and dequeue its entity in the parent(s).
6546                          * Therefore the nr_running test will indeed
6547                          * be correct.
6548                          */
6549                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq))) {
6550                                 cfs_rq = &rq->cfs;
6551
6552                                 if (!cfs_rq->nr_running)
6553                                         goto idle;
6554
6555                                 goto simple;
6556                         }
6557                 }
6558
6559                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
6560                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6561         } while (cfs_rq);
6562
6563         p = task_of(se);
6564
6565         /*
6566          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
6567          * is a different task than we started out with, try and touch the
6568          * least amount of cfs_rqs.
6569          */
6570         if (prev != p) {
6571                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
6572
6573                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
6574                         int se_depth = se->depth;
6575                         int pse_depth = pse->depth;
6576
6577                         if (se_depth <= pse_depth) {
6578                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
6579                                 pse = parent_entity(pse);
6580                         }
6581                         if (se_depth >= pse_depth) {
6582                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
6583                                 se = parent_entity(se);
6584                         }
6585                 }
6586
6587                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
6588                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6589         }
6590
6591         goto done;
6592 simple:
6593 #endif
6594
6595         put_prev_task(rq, prev);
6596
6597         do {
6598                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
6599                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6600                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6601         } while (cfs_rq);
6602
6603         p = task_of(se);
6604
6605 done: __maybe_unused;
6606 #ifdef CONFIG_SMP
6607         /*
6608          * Move the next running task to the front of
6609          * the list, so our cfs_tasks list becomes MRU
6610          * one.
6611          */
6612         list_move(&p->se.group_node, &rq->cfs_tasks);
6613 #endif
6614
6615         if (hrtick_enabled(rq))
6616                 hrtick_start_fair(rq, p);
6617
6618         return p;
6619
6620 idle:
6621         new_tasks = idle_balance(rq, rf);
6622
6623         /*
6624          * Because idle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
6625          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
6626          * must re-start the pick_next_entity() loop.
6627          */
6628         if (new_tasks < 0)
6629                 return RETRY_TASK;
6630
6631         if (new_tasks > 0)
6632                 goto again;
6633
6634         return NULL;
6635 }
6636
6637 /*
6638  * Account for a descheduled task:
6639  */
6640 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
6641 {
6642         struct sched_entity *se = &prev->se;
6643         struct cfs_rq *cfs_rq;
6644
6645         for_each_sched_entity(se) {
6646                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6647                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
6648         }
6649 }
6650
6651 /*
6652  * sched_yield() is very simple
6653  *
6654  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
6655  */
6656 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
6657 {
6658         struct task_struct *curr = rq->curr;
6659         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
6660         struct sched_entity *se = &curr->se;
6661
6662         /*
6663          * Are we the only task in the tree?
6664          */
6665         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
6666                 return;
6667
6668         clear_buddies(cfs_rq, se);
6669
6670         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
6671                 update_rq_clock(rq);
6672                 /*
6673                  * Update run-time statistics of the 'current'.
6674                  */
6675                 update_curr(cfs_rq);
6676                 /*
6677                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
6678                  * so we don't do microscopic update in schedule()
6679                  * and double the fastpath cost.
6680                  */
6681                 rq_clock_skip_update(rq);
6682         }
6683
6684         set_skip_buddy(se);
6685 }
6686
6687 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
6688 {
6689         struct sched_entity *se = &p->se;
6690
6691         /* throttled hierarchies are not runnable */
6692         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
6693                 return false;
6694
6695         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
6696         set_next_buddy(se);
6697
6698         yield_task_fair(rq);
6699
6700         return true;
6701 }
6702
6703 #ifdef CONFIG_SMP
6704 /**************************************************
6705  * Fair scheduling class load-balancing methods.
6706  *
6707  * BASICS
6708  *
6709  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
6710  * per-CPU scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
6711  * time to each task. This is expressed in the following equation:
6712  *
6713  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
6714  *
6715  * Where W_i,n is the n-th weight average for CPU i. The instantaneous weight
6716  * W_i,0 is defined as:
6717  *
6718  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
6719  *
6720  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on CPU i. This weight
6721  * is derived from the nice value as per sched_prio_to_weight[].
6722  *
6723  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
6724  * weight:
6725  *
6726  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
6727  *
6728  * C_i is the compute capacity of CPU i, typically it is the
6729  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
6730  * can also include other factors [XXX].
6731  *
6732  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
6733  * directly from (1):
6734  *
6735  *   imb_i,j = max{ avg(W/C), W_i/C_i } - min{ avg(W/C), W_j/C_j }    (4)
6736  *
6737  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
6738  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
6739  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
6740  *
6741  * [XXX expand on:
6742  *     - infeasible weights;
6743  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
6744  *
6745  *
6746  * SCHED DOMAINS
6747  *
6748  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
6749  * for all i,j solution, we create a tree of CPUs that follows the hardware
6750  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
6751  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of CPUs going up the
6752  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
6753  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of CPUs in
6754  * the groups.
6755  *
6756  * This yields:
6757  *
6758  *     log_2 n     1     n
6759  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
6760  *     i = 0      2^i   2^i
6761  *                               `- size of each group
6762  *         |         |     `- number of CPUs doing load-balance
6763  *         |         `- freq
6764  *         `- sum over all levels
6765  *
6766  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
6767  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
6768  *
6769  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
6770  * to every other CPU in at most O(log n) steps:
6771  *
6772  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
6773  *
6774  *             log_2 n
6775  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
6776  *             k = 0
6777  *
6778  * And you'll find that:
6779  *
6780  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
6781  *
6782  * Showing there's indeed a path between every CPU in at most O(log n) steps.
6783  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
6784  * of:
6785  *
6786  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
6787  *
6788  *
6789  * WORK CONSERVING
6790  *
6791  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
6792  * balancing is more aggressive and has the newly idle CPU iterate up the domain
6793  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
6794  *
6795  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
6796  * time.
6797  *
6798  * [XXX more?]
6799  *
6800  *
6801  * CGROUPS
6802  *
6803  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
6804  *
6805  *                                s_k,i
6806  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
6807  *                                 S_k
6808  *
6809  * Where
6810  *
6811  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
6812  *
6813  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on CPU i.
6814  *
6815  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
6816  * property.
6817  *
6818  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
6819  *      rewrite all of this once again.]
6820  */
6821
6822 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
6823
6824 enum fbq_type { regular, remote, all };
6825
6826 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
6827 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
6828 #define LBF_DST_PINNED  0x04
6829 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
6830 #define LBF_NOHZ_STATS  0x10
6831 #define LBF_NOHZ_AGAIN  0x20
6832
6833 struct lb_env {
6834         struct sched_domain     *sd;
6835
6836         struct rq               *src_rq;
6837         int                     src_cpu;
6838
6839         int                     dst_cpu;
6840         struct rq               *dst_rq;
6841
6842         struct cpumask          *dst_grpmask;
6843         int                     new_dst_cpu;
6844         enum cpu_idle_type      idle;
6845         long                    imbalance;
6846         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
6847         struct cpumask          *cpus;
6848
6849         unsigned int            flags;
6850
6851         unsigned int            loop;
6852         unsigned int            loop_break;
6853         unsigned int            loop_max;
6854
6855         enum fbq_type           fbq_type;
6856         struct list_head        tasks;
6857 };
6858
6859 /*
6860  * Is this task likely cache-hot:
6861  */
6862 static int task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6863 {
6864         s64 delta;
6865
6866         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6867
6868         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
6869                 return 0;
6870
6871         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
6872                 return 0;
6873
6874         /*
6875          * Buddy candidates are cache hot:
6876          */
6877         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && env->dst_rq->nr_running &&
6878                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
6879                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
6880                 return 1;
6881
6882         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
6883                 return 1;
6884         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
6885                 return 0;
6886
6887         delta = rq_clock_task(env->src_rq) - p->se.exec_start;
6888
6889         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
6890 }
6891
6892 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6893 /*
6894  * Returns 1, if task migration degrades locality
6895  * Returns 0, if task migration improves locality i.e migration preferred.
6896  * Returns -1, if task migration is not affected by locality.
6897  */
6898 static int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6899 {
6900         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
6901         unsigned long src_weight, dst_weight;
6902         int src_nid, dst_nid, dist;
6903
6904         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
6905                 return -1;
6906
6907         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
6908                 return -1;
6909
6910         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
6911         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
6912
6913         if (src_nid == dst_nid)
6914                 return -1;
6915
6916         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
6917         if (src_nid == p->numa_preferred_nid) {
6918                 if (env->src_rq->nr_running > env->src_rq->nr_preferred_running)
6919                         return 1;
6920                 else
6921                         return -1;
6922         }
6923
6924         /* Encourage migration to the preferred node. */
6925         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
6926                 return 0;
6927
6928         /* Leaving a core idle is often worse than degrading locality. */
6929         if (env->idle == CPU_IDLE)
6930                 return -1;
6931
6932         dist = node_distance(src_nid, dst_nid);
6933         if (numa_group) {
6934                 src_weight = group_weight(p, src_nid, dist);
6935                 dst_weight = group_weight(p, dst_nid, dist);
6936         } else {
6937                 src_weight = task_weight(p, src_nid, dist);
6938                 dst_weight = task_weight(p, dst_nid, dist);
6939         }
6940
6941         return dst_weight < src_weight;
6942 }
6943
6944 #else
6945 static inline int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
6946                                              struct lb_env *env)
6947 {
6948         return -1;
6949 }
6950 #endif
6951
6952 /*
6953  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
6954  */
6955 static
6956 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6957 {
6958         int tsk_cache_hot;
6959
6960         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6961
6962         /*
6963          * We do not migrate tasks that are:
6964          * 1) throttled_lb_pair, or
6965          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
6966          * 3) running (obviously), or
6967          * 4) are cache-hot on their current CPU.
6968          */
6969         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
6970                 return 0;
6971
6972         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, &p->cpus_allowed)) {
6973                 int cpu;
6974
6975                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
6976
6977                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
6978
6979                 /*
6980                  * Remember if this task can be migrated to any other CPU in
6981                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
6982                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
6983                  *
6984                  * Avoid computing new_dst_cpu for NEWLY_IDLE or if we have
6985                  * already computed one in current iteration.
6986                  */
6987                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
6988                         return 0;
6989
6990                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs: */
6991                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
6992                         if (cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed)) {
6993                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
6994                                 env->new_dst_cpu = cpu;
6995                                 break;
6996                         }
6997                 }
6998
6999                 return 0;
7000         }
7001
7002         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
7003         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
7004
7005         if (task_running(env->src_rq, p)) {
7006                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_running);
7007                 return 0;
7008         }
7009
7010         /*
7011          * Aggressive migration if:
7012          * 1) destination numa is preferred
7013          * 2) task is cache cold, or
7014          * 3) too many balance attempts have failed.
7015          */
7016         tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
7017         if (tsk_cache_hot == -1)
7018                 tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
7019
7020         if (tsk_cache_hot <= 0 ||
7021             env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
7022                 if (tsk_cache_hot == 1) {
7023                         schedstat_inc(env->sd->lb_hot_gained[env->idle]);
7024                         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_forced_migrations);
7025                 }
7026                 return 1;
7027         }
7028
7029         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
7030         return 0;
7031 }
7032
7033 /*
7034  * detach_task() -- detach the task for the migration specified in env
7035  */
7036 static void detach_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7037 {
7038         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7039
7040         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
7041         deactivate_task(env->src_rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
7042         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
7043 }
7044
7045 /*
7046  * detach_one_task() -- tries to dequeue exactly one task from env->src_rq, as
7047  * part of active balancing operations within "domain".
7048  *
7049  * Returns a task if successful and NULL otherwise.
7050  */
7051 static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
7052 {
7053         struct task_struct *p;
7054
7055         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7056
7057         list_for_each_entry_reverse(p,
7058                         &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
7059                 if (!can_migrate_task(p, env))
7060                         continue;
7061
7062                 detach_task(p, env);
7063
7064                 /*
7065                  * Right now, this is only the second place where
7066                  * lb_gained[env->idle] is updated (other is detach_tasks)
7067                  * so we can safely collect stats here rather than
7068                  * inside detach_tasks().
7069                  */
7070                 schedstat_inc(env->sd->lb_gained[env->idle]);
7071                 return p;
7072         }
7073         return NULL;
7074 }
7075
7076 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
7077
7078 /*
7079  * detach_tasks() -- tries to detach up to imbalance weighted load from
7080  * busiest_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
7081  *
7082  * Returns number of detached tasks if successful and 0 otherwise.
7083  */
7084 static int detach_tasks(struct lb_env *env)
7085 {
7086         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
7087         struct task_struct *p;
7088         unsigned long load;
7089         int detached = 0;
7090
7091         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7092
7093         if (env->imbalance <= 0)
7094                 return 0;
7095
7096         while (!list_empty(tasks)) {
7097                 /*
7098                  * We don't want to steal all, otherwise we may be treated likewise,
7099                  * which could at worst lead to a livelock crash.
7100                  */
7101                 if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->src_rq->nr_running <= 1)
7102                         break;
7103
7104                 p = list_last_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
7105
7106                 env->loop++;
7107                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
7108                 if (env->loop > env->loop_max)
7109                         break;
7110
7111                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
7112                 if (env->loop > env->loop_break) {
7113                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
7114                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
7115                         break;
7116                 }
7117
7118                 if (!can_migrate_task(p, env))
7119                         goto next;
7120
7121                 load = task_h_load(p);
7122
7123                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
7124                         goto next;
7125
7126                 if ((load / 2) > env->imbalance)
7127                         goto next;
7128
7129                 detach_task(p, env);
7130                 list_add(&p->se.group_node, &env->tasks);
7131
7132                 detached++;
7133                 env->imbalance -= load;
7134
7135 #ifdef CONFIG_PREEMPT
7136                 /*
7137                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
7138                  * kernels will stop after the first task is detached to minimize
7139                  * the critical section.
7140                  */
7141                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
7142                         break;
7143 #endif
7144
7145                 /*
7146                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
7147                  * weighted load.
7148                  */
7149                 if (env->imbalance <= 0)
7150                         break;
7151
7152                 continue;
7153 next:
7154                 list_move(&p->se.group_node, tasks);
7155         }
7156
7157         /*
7158          * Right now, this is one of only two places we collect this stat
7159          * so we can safely collect detach_one_task() stats here rather
7160          * than inside detach_one_task().
7161          */
7162         schedstat_add(env->sd->lb_gained[env->idle], detached);
7163
7164         return detached;
7165 }
7166
7167 /*
7168  * attach_task() -- attach the task detached by detach_task() to its new rq.
7169  */
7170 static void attach_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7171 {
7172         lockdep_assert_held(&rq->lock);
7173
7174         BUG_ON(task_rq(p) != rq);
7175         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
7176         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
7177         check_preempt_curr(rq, p, 0);
7178 }
7179
7180 /*
7181  * attach_one_task() -- attaches the task returned from detach_one_task() to
7182  * its new rq.
7183  */
7184 static void attach_one_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7185 {
7186         struct rq_flags rf;
7187
7188         rq_lock(rq, &rf);
7189         update_rq_clock(rq);
7190         attach_task(rq, p);
7191         rq_unlock(rq, &rf);
7192 }
7193
7194 /*
7195  * attach_tasks() -- attaches all tasks detached by detach_tasks() to their
7196  * new rq.
7197  */
7198 static void attach_tasks(struct lb_env *env)
7199 {
7200         struct list_head *tasks = &env->tasks;
7201         struct task_struct *p;
7202         struct rq_flags rf;
7203
7204         rq_lock(env->dst_rq, &rf);
7205         update_rq_clock(env->dst_rq);
7206
7207         while (!list_empty(tasks)) {
7208                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
7209                 list_del_init(&p->se.group_node);
7210
7211                 attach_task(env->dst_rq, p);
7212         }
7213
7214         rq_unlock(env->dst_rq, &rf);
7215 }
7216
7217 static inline bool cfs_rq_has_blocked(struct cfs_rq *cfs_rq)
7218 {
7219         if (cfs_rq->avg.load_avg)
7220                 return true;
7221
7222         if (cfs_rq->avg.util_avg)
7223                 return true;
7224
7225         return false;
7226 }
7227
7228 static inline bool others_have_blocked(struct rq *rq)
7229 {
7230         if (READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg))
7231                 return true;
7232
7233         if (READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg))
7234                 return true;
7235
7236 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
7237         if (READ_ONCE(rq->avg_irq.util_avg))
7238                 return true;
7239 #endif
7240
7241         return false;
7242 }
7243
7244 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7245
7246 static inline bool cfs_rq_is_decayed(struct cfs_rq *cfs_rq)
7247 {
7248         if (cfs_rq->load.weight)
7249                 return false;
7250
7251         if (cfs_rq->avg.load_sum)
7252                 return false;
7253
7254         if (cfs_rq->avg.util_sum)
7255                 return false;
7256
7257         if (cfs_rq->avg.runnable_load_sum)
7258                 return false;
7259
7260         return true;
7261 }
7262
7263 static void update_blocked_averages(int cpu)
7264 {
7265         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7266         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
7267         const struct sched_class *curr_class;
7268         struct rq_flags rf;
7269         bool done = true;
7270
7271         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
7272         update_rq_clock(rq);
7273
7274         /*
7275          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
7276          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
7277          */
7278         for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos) {
7279                 struct sched_entity *se;
7280
7281                 /* throttled entities do not contribute to load */
7282                 if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
7283                         continue;
7284
7285                 if (update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_task(cfs_rq), cfs_rq))
7286                         update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
7287
7288                 /* Propagate pending load changes to the parent, if any: */
7289                 se = cfs_rq->tg->se[cpu];
7290                 if (se && !skip_blocked_update(se))
7291                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, 0);
7292
7293                 /*
7294                  * There can be a lot of idle CPU cgroups.  Don't let fully
7295                  * decayed cfs_rqs linger on the list.
7296                  */
7297                 if (cfs_rq_is_decayed(cfs_rq))
7298                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
7299
7300                 /* Don't need periodic decay once load/util_avg are null */
7301                 if (cfs_rq_has_blocked(cfs_rq))
7302                         done = false;
7303         }
7304
7305         curr_class = rq->curr->sched_class;
7306         update_rt_rq_load_avg(rq_clock_task(rq), rq, curr_class == &rt_sched_class);
7307         update_dl_rq_load_avg(rq_clock_task(rq), rq, curr_class == &dl_sched_class);
7308         update_irq_load_avg(rq, 0);
7309         /* Don't need periodic decay once load/util_avg are null */
7310         if (others_have_blocked(rq))
7311                 done = false;
7312
7313 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7314         rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
7315         if (done)
7316                 rq->has_blocked_load = 0;
7317 #endif
7318         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
7319 }
7320
7321 /*
7322  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
7323  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
7324  * group is a fraction of its parents load.
7325  */
7326 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
7327 {
7328         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
7329         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
7330         unsigned long now = jiffies;
7331         unsigned long load;
7332
7333         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
7334                 return;
7335
7336         cfs_rq->h_load_next = NULL;
7337         for_each_sched_entity(se) {
7338                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7339                 cfs_rq->h_load_next = se;
7340                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
7341                         break;
7342         }
7343
7344         if (!se) {
7345                 cfs_rq->h_load = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
7346                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
7347         }
7348
7349         while ((se = cfs_rq->h_load_next) != NULL) {
7350                 load = cfs_rq->h_load;
7351                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg,
7352                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
7353                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
7354                 cfs_rq->h_load = load;
7355                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
7356         }
7357 }
7358
7359 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
7360 {
7361         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
7362
7363         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
7364         return div64_ul(p->se.avg.load_avg * cfs_rq->h_load,
7365                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
7366 }
7367 #else
7368 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
7369 {
7370         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7371         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
7372         const struct sched_class *curr_class;
7373         struct rq_flags rf;
7374
7375         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
7376         update_rq_clock(rq);
7377         update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_task(cfs_rq), cfs_rq);
7378
7379         curr_class = rq->curr->sched_class;
7380         update_rt_rq_load_avg(rq_clock_task(rq), rq, curr_class == &rt_sched_class);
7381         update_dl_rq_load_avg(rq_clock_task(rq), rq, curr_class == &dl_sched_class);
7382         update_irq_load_avg(rq, 0);
7383 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7384         rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
7385         if (!cfs_rq_has_blocked(cfs_rq) && !others_have_blocked(rq))
7386                 rq->has_blocked_load = 0;
7387 #endif
7388         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
7389 }
7390
7391 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
7392 {
7393         return p->se.avg.load_avg;
7394 }
7395 #endif
7396
7397 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
7398
7399 enum group_type {
7400         group_other = 0,
7401         group_imbalanced,
7402         group_overloaded,
7403 };
7404
7405 /*
7406  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
7407  */
7408 struct sg_lb_stats {
7409         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
7410         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
7411         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
7412         unsigned long load_per_task;
7413         unsigned long group_capacity;
7414         unsigned long group_util; /* Total utilization of the group */
7415         unsigned int sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
7416         unsigned int idle_cpus;
7417         unsigned int group_weight;
7418         enum group_type group_type;
7419         int group_no_capacity;
7420 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7421         unsigned int nr_numa_running;
7422         unsigned int nr_preferred_running;
7423 #endif
7424 };
7425
7426 /*
7427  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
7428  *               during load balancing.
7429  */
7430 struct sd_lb_stats {
7431         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
7432         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
7433         unsigned long total_running;
7434         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
7435         unsigned long total_capacity;   /* Total capacity of all groups in sd */
7436         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
7437
7438         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
7439         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
7440 };
7441
7442 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
7443 {
7444         /*
7445          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
7446          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
7447          * We must however clear busiest_stat::avg_load because
7448          * update_sd_pick_busiest() reads this before assignment.
7449          */
7450         *sds = (struct sd_lb_stats){
7451                 .busiest = NULL,
7452                 .local = NULL,
7453                 .total_running = 0UL,
7454                 .total_load = 0UL,
7455                 .total_capacity = 0UL,
7456                 .busiest_stat = {
7457                         .avg_load = 0UL,
7458                         .sum_nr_running = 0,
7459                         .group_type = group_other,
7460                 },
7461         };
7462 }
7463
7464 /**
7465  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
7466  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
7467  * @idle: The idle status of the CPU for whose sd load_idx is obtained.
7468  *
7469  * Return: The load index.
7470  */
7471 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
7472                                         enum cpu_idle_type idle)
7473 {
7474         int load_idx;
7475
7476         switch (idle) {
7477         case CPU_NOT_IDLE:
7478                 load_idx = sd->busy_idx;
7479                 break;
7480
7481         case CPU_NEWLY_IDLE:
7482                 load_idx = sd->newidle_idx;
7483                 break;
7484         default:
7485                 load_idx = sd->idle_idx;
7486                 break;
7487         }
7488
7489         return load_idx;
7490 }
7491
7492 static unsigned long scale_rt_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7493 {
7494         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7495         unsigned long max = arch_scale_cpu_capacity(sd, cpu);
7496         unsigned long used, free;
7497         unsigned long irq;
7498
7499         irq = cpu_util_irq(rq);
7500
7501         if (unlikely(irq >= max))
7502                 return 1;
7503
7504         used = READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg);
7505         used += READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg);
7506
7507         if (unlikely(used >= max))
7508                 return 1;
7509
7510         free = max - used;
7511
7512         return scale_irq_capacity(free, irq, max);
7513 }
7514
7515 static void update_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7516 {
7517         unsigned long capacity = scale_rt_capacity(sd, cpu);
7518         struct sched_group *sdg = sd->groups;
7519
7520         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig = arch_scale_cpu_capacity(sd, cpu);
7521
7522         if (!capacity)
7523                 capacity = 1;
7524
7525         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity = capacity;
7526         sdg->sgc->capacity = capacity;
7527         sdg->sgc->min_capacity = capacity;
7528 }
7529
7530 void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7531 {
7532         struct sched_domain *child = sd->child;
7533         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
7534         unsigned long capacity, min_capacity;
7535         unsigned long interval;
7536
7537         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
7538         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
7539         sdg->sgc->next_update = jiffies + interval;
7540
7541         if (!child) {
7542                 update_cpu_capacity(sd, cpu);
7543                 return;
7544         }
7545
7546         capacity = 0;
7547         min_capacity = ULONG_MAX;
7548
7549         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
7550                 /*
7551                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
7552                  * span the current group.
7553                  */
7554
7555                 for_each_cpu(cpu, sched_group_span(sdg)) {
7556                         struct sched_group_capacity *sgc;
7557                         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7558
7559                         /*
7560                          * build_sched_domains() -> init_sched_groups_capacity()
7561                          * gets here before we've attached the domains to the
7562                          * runqueues.
7563                          *
7564                          * Use capacity_of(), which is set irrespective of domains
7565                          * in update_cpu_capacity().
7566                          *
7567                          * This avoids capacity from being 0 and
7568                          * causing divide-by-zero issues on boot.
7569                          */
7570                         if (unlikely(!rq->sd)) {
7571                                 capacity += capacity_of(cpu);
7572                         } else {
7573                                 sgc = rq->sd->groups->sgc;
7574                                 capacity += sgc->capacity;
7575                         }
7576
7577                         min_capacity = min(capacity, min_capacity);
7578                 }
7579         } else  {
7580                 /*
7581                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
7582                  * span the current group.
7583                  */
7584
7585                 group = child->groups;
7586                 do {
7587                         struct sched_group_capacity *sgc = group->sgc;
7588
7589                         capacity += sgc->capacity;
7590                         min_capacity = min(sgc->min_capacity, min_capacity);
7591                         group = group->next;
7592                 } while (group != child->groups);
7593         }
7594
7595         sdg->sgc->capacity = capacity;
7596         sdg->sgc->min_capacity = min_capacity;
7597 }
7598
7599 /*
7600  * Check whether the capacity of the rq has been noticeably reduced by side
7601  * activity. The imbalance_pct is used for the threshold.
7602  * Return true is the capacity is reduced
7603  */
7604 static inline int
7605 check_cpu_capacity(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
7606 {
7607         return ((rq->cpu_capacity * sd->imbalance_pct) <
7608                                 (rq->cpu_capacity_orig * 100));
7609 }
7610
7611 /*
7612  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
7613  * groups is inadequate due to ->cpus_allowed constraints.
7614  *
7615  * Imagine a situation of two groups of 4 CPUs each and 4 tasks each with a
7616  * cpumask covering 1 CPU of the first group and 3 CPUs of the second group.
7617  * Something like:
7618  *
7619  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
7620  *              *     * * *
7621  *
7622  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
7623  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
7624  * cpu 3 and leave one of the CPUs in the second group unused.
7625  *
7626  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
7627  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
7628  * moving tasks due to affinity constraints.
7629  *
7630  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
7631  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
7632  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
7633  * to create an effective group imbalance.
7634  *
7635  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
7636  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
7637  * subtle and fragile situation.
7638  */
7639
7640 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
7641 {
7642         return group->sgc->imbalance;
7643 }
7644
7645 /*
7646  * group_has_capacity returns true if the group has spare capacity that could
7647  * be used by some tasks.
7648  * We consider that a group has spare capacity if the  * number of task is
7649  * smaller than the number of CPUs or if the utilization is lower than the
7650  * available capacity for CFS tasks.
7651  * For the latter, we use a threshold to stabilize the state, to take into
7652  * account the variance of the tasks' load and to return true if the available
7653  * capacity in meaningful for the load balancer.
7654  * As an example, an available capacity of 1% can appear but it doesn't make
7655  * any benefit for the load balance.
7656  */
7657 static inline bool
7658 group_has_capacity(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
7659 {
7660         if (sgs->sum_nr_running < sgs->group_weight)
7661                 return true;
7662
7663         if ((sgs->group_capacity * 100) >
7664                         (sgs->group_util * env->sd->imbalance_pct))
7665                 return true;
7666
7667         return false;
7668 }
7669
7670 /*
7671  *  group_is_overloaded returns true if the group has more tasks than it can
7672  *  handle.
7673  *  group_is_overloaded is not equals to !group_has_capacity because a group
7674  *  with the exact right number of tasks, has no more spare capacity but is not
7675  *  overloaded so both group_has_capacity and group_is_overloaded return
7676  *  false.
7677  */
7678 static inline bool
7679 group_is_overloaded(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
7680 {
7681         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight)
7682                 return false;
7683
7684         if ((sgs->group_capacity * 100) <
7685                         (sgs->group_util * env->sd->imbalance_pct))
7686                 return true;
7687
7688         return false;
7689 }
7690
7691 /*
7692  * group_smaller_cpu_capacity: Returns true if sched_group sg has smaller
7693  * per-CPU capacity than sched_group ref.
7694  */
7695 static inline bool
7696 group_smaller_cpu_capacity(struct sched_group *sg, struct sched_group *ref)
7697 {
7698         return sg->sgc->min_capacity * capacity_margin <
7699                                                 ref->sgc->min_capacity * 1024;
7700 }
7701
7702 static inline enum
7703 group_type group_classify(struct sched_group *group,
7704                           struct sg_lb_stats *sgs)
7705 {
7706         if (sgs->group_no_capacity)
7707                 return group_overloaded;
7708
7709         if (sg_imbalanced(group))
7710                 return group_imbalanced;
7711
7712         return group_other;
7713 }
7714
7715 static bool update_nohz_stats(struct rq *rq, bool force)
7716 {
7717 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7718         unsigned int cpu = rq->cpu;
7719
7720         if (!rq->has_blocked_load)
7721                 return false;
7722
7723         if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))
7724                 return false;
7725
7726         if (!force && !time_after(jiffies, rq->last_blocked_load_update_tick))
7727                 return true;
7728
7729         update_blocked_averages(cpu);
7730
7731         return rq->has_blocked_load;
7732 #else
7733         return false;
7734 #endif
7735 }
7736
7737 /**
7738  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
7739  * @env: The load balancing environment.
7740  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
7741  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
7742  * @local_group: Does group contain this_cpu.
7743  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
7744  * @overload: Indicate more than one runnable task for any CPU.
7745  */
7746 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
7747                         struct sched_group *group, int load_idx,
7748                         int local_group, struct sg_lb_stats *sgs,
7749                         bool *overload)
7750 {
7751         unsigned long load;
7752         int i, nr_running;
7753
7754         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
7755
7756         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
7757                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
7758
7759                 if ((env->flags & LBF_NOHZ_STATS) && update_nohz_stats(rq, false))
7760                         env->flags |= LBF_NOHZ_AGAIN;
7761
7762                 /* Bias balancing toward CPUs of our domain: */
7763                 if (local_group)
7764                         load = target_load(i, load_idx);
7765                 else
7766                         load = source_load(i, load_idx);
7767
7768                 sgs->group_load += load;
7769                 sgs->group_util += cpu_util(i);
7770                 sgs->sum_nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
7771
7772                 nr_running = rq->nr_running;
7773                 if (nr_running > 1)
7774                         *overload = true;
7775
7776 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7777                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
7778                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
7779 #endif
7780                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(rq);
7781                 /*
7782                  * No need to call idle_cpu() if nr_running is not 0
7783                  */
7784                 if (!nr_running && idle_cpu(i))
7785                         sgs->idle_cpus++;
7786         }
7787
7788         /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
7789         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
7790         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_CAPACITY_SCALE) / sgs->group_capacity;
7791
7792         if (sgs->sum_nr_running)
7793                 sgs->load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
7794
7795         sgs->group_weight = group->group_weight;
7796
7797         sgs->group_no_capacity = group_is_overloaded(env, sgs);
7798         sgs->group_type = group_classify(group, sgs);
7799 }
7800
7801 /**
7802  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
7803  * @env: The load balancing environment.
7804  * @sds: sched_domain statistics
7805  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
7806  * @sgs: sched_group statistics
7807  *
7808  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
7809  * busiest group.
7810  *
7811  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
7812  * busiest group. %false otherwise.
7813  */
7814 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
7815                                    struct sd_lb_stats *sds,
7816                                    struct sched_group *sg,
7817                                    struct sg_lb_stats *sgs)
7818 {
7819         struct sg_lb_stats *busiest = &sds->busiest_stat;
7820
7821         if (sgs->group_type > busiest->group_type)
7822                 return true;
7823
7824         if (sgs->group_type < busiest->group_type)
7825                 return false;
7826
7827         if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
7828                 return false;
7829
7830         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY))
7831                 goto asym_packing;
7832
7833         /*
7834          * Candidate sg has no more than one task per CPU and
7835          * has higher per-CPU capacity. Migrating tasks to less
7836          * capable CPUs may harm throughput. Maximize throughput,
7837          * power/energy consequences are not considered.
7838          */
7839         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight &&
7840             group_smaller_cpu_capacity(sds->local, sg))
7841                 return false;
7842
7843 asym_packing:
7844         /* This is the busiest node in its class. */
7845         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
7846                 return true;
7847
7848         /* No ASYM_PACKING if target CPU is already busy */
7849         if (env->idle == CPU_NOT_IDLE)
7850                 return true;
7851         /*
7852          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the highest
7853          * prority CPUs in the group, therefore mark all groups
7854          * of lower priority than ourself as busy.
7855          */
7856         if (sgs->sum_nr_running &&
7857             sched_asym_prefer(env->dst_cpu, sg->asym_prefer_cpu)) {
7858                 if (!sds->busiest)
7859                         return true;
7860
7861                 /* Prefer to move from lowest priority CPU's work */
7862                 if (sched_asym_prefer(sds->busiest->asym_prefer_cpu,
7863                                       sg->asym_prefer_cpu))
7864                         return true;
7865         }
7866
7867         return false;
7868 }
7869
7870 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7871 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
7872 {
7873         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_numa_running)
7874                 return regular;
7875         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
7876                 return remote;
7877         return all;
7878 }
7879
7880 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
7881 {
7882         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
7883                 return regular;
7884         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
7885                 return remote;
7886         return all;
7887 }
7888 #else
7889 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
7890 {
7891         return all;
7892 }
7893
7894 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
7895 {
7896         return regular;
7897 }
7898 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
7899
7900 /**
7901  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
7902  * @env: The load balancing environment.
7903  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
7904  */
7905 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
7906 {
7907         struct sched_domain *child = env->sd->child;
7908         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
7909         struct sg_lb_stats *local = &sds->local_stat;
7910         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
7911         int load_idx, prefer_sibling = 0;
7912         bool overload = false;
7913
7914         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
7915                 prefer_sibling = 1;
7916
7917 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7918         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && READ_ONCE(nohz.has_blocked))
7919                 env->flags |= LBF_NOHZ_STATS;
7920 #endif
7921
7922         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
7923
7924         do {
7925                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
7926                 int local_group;
7927
7928                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_span(sg));
7929                 if (local_group) {
7930                         sds->local = sg;
7931                         sgs = local;
7932
7933                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
7934                             time_after_eq(jiffies, sg->sgc->next_update))
7935                                 update_group_capacity(env->sd, env->dst_cpu);
7936                 }
7937
7938                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, sgs,
7939                                                 &overload);
7940
7941                 if (local_group)
7942                         goto next_group;
7943
7944                 /*
7945                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
7946                  * first, lower the sg capacity so that we'll try
7947                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
7948                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
7949                  * these excess tasks. The extra check prevents the case where
7950                  * you always pull from the heaviest group when it is already
7951                  * under-utilized (possible with a large weight task outweighs
7952                  * the tasks on the system).
7953                  */
7954                 if (prefer_sibling && sds->local &&
7955                     group_has_capacity(env, local) &&
7956                     (sgs->sum_nr_running > local->sum_nr_running + 1)) {
7957                         sgs->group_no_capacity = 1;
7958                         sgs->group_type = group_classify(sg, sgs);
7959                 }
7960
7961                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
7962                         sds->busiest = sg;
7963                         sds->busiest_stat = *sgs;
7964                 }
7965
7966 next_group:
7967                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
7968                 sds->total_running += sgs->sum_nr_running;
7969                 sds->total_load += sgs->group_load;
7970                 sds->total_capacity += sgs->group_capacity;
7971
7972                 sg = sg->next;
7973         } while (sg != env->sd->groups);
7974
7975 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7976         if ((env->flags & LBF_NOHZ_AGAIN) &&
7977             cpumask_subset(nohz.idle_cpus_mask, sched_domain_span(env->sd))) {
7978
7979                 WRITE_ONCE(nohz.next_blocked,
7980                            jiffies + msecs_to_jiffies(LOAD_AVG_PERIOD));
7981         }
7982 #endif
7983
7984         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
7985                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
7986
7987         if (!env->sd->parent) {
7988                 /* update overload indicator if we are at root domain */
7989                 if (env->dst_rq->rd->overload != overload)
7990                         env->dst_rq->rd->overload = overload;
7991         }
7992 }
7993
7994 /**
7995  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
7996  *                      sched domain.
7997  *
7998  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
7999  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
8000  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
8001  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
8002  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
8003  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
8004  *
8005  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
8006  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
8007  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
8008  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
8009  * number.
8010  *
8011  * Return: 1 when packing is required and a task should be moved to
8012  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in env->imbalance.
8013  *
8014  * @env: The load balancing environment.
8015  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
8016  */
8017 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8018 {
8019         int busiest_cpu;
8020
8021         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
8022                 return 0;
8023
8024         if (env->idle == CPU_NOT_IDLE)
8025                 return 0;
8026
8027         if (!sds->busiest)
8028                 return 0;
8029
8030         busiest_cpu = sds->busiest->asym_prefer_cpu;
8031         if (sched_asym_prefer(busiest_cpu, env->dst_cpu))
8032                 return 0;
8033
8034         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
8035                 sds->busiest_stat.avg_load * sds->busiest_stat.group_capacity,
8036                 SCHED_CAPACITY_SCALE);
8037
8038         return 1;
8039 }
8040
8041 /**
8042  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
8043  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
8044  *                      load balancing.
8045  * @env: The load balancing environment.
8046  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
8047  */
8048 static inline
8049 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8050 {
8051         unsigned long tmp, capa_now = 0, capa_move = 0;
8052         unsigned int imbn = 2;
8053         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
8054         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
8055
8056         local = &sds->local_stat;
8057         busiest = &sds->busiest_stat;
8058
8059         if (!local->sum_nr_running)
8060                 local->load_per_task = cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
8061         else if (busiest->load_per_task > local->load_per_task)
8062                 imbn = 1;
8063
8064         scaled_busy_load_per_task =
8065                 (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8066                 busiest->group_capacity;
8067
8068         if (busiest->avg_load + scaled_busy_load_per_task >=
8069             local->avg_load + (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
8070                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
8071                 return;
8072         }
8073
8074         /*
8075          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
8076          * however we may be able to increase total CPU capacity used by
8077          * moving them.
8078          */
8079
8080         capa_now += busiest->group_capacity *
8081                         min(busiest->load_per_task, busiest->avg_load);
8082         capa_now += local->group_capacity *
8083                         min(local->load_per_task, local->avg_load);
8084         capa_now /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
8085
8086         /* Amount of load we'd subtract */
8087         if (busiest->avg_load > scaled_busy_load_per_task) {
8088                 capa_move += busiest->group_capacity *
8089                             min(busiest->load_per_task,
8090                                 busiest->avg_load - scaled_busy_load_per_task);
8091         }
8092
8093         /* Amount of load we'd add */
8094         if (busiest->avg_load * busiest->group_capacity <
8095             busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) {
8096                 tmp = (busiest->avg_load * busiest->group_capacity) /
8097                       local->group_capacity;
8098         } else {
8099                 tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8100                       local->group_capacity;
8101         }
8102         capa_move += local->group_capacity *
8103                     min(local->load_per_task, local->avg_load + tmp);
8104         capa_move /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
8105
8106         /* Move if we gain throughput */
8107         if (capa_move > capa_now)
8108                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
8109 }
8110
8111 /**
8112  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
8113  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
8114  * @env: load balance environment
8115  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
8116  */
8117 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8118 {
8119         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
8120         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
8121
8122         local = &sds->local_stat;
8123         busiest = &sds->busiest_stat;
8124
8125         if (busiest->group_type == group_imbalanced) {
8126                 /*
8127                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
8128                  * to ensure CPU-load equilibrium, look at wider averages. XXX
8129                  */
8130                 busiest->load_per_task =
8131                         min(busiest->load_per_task, sds->avg_load);
8132         }
8133
8134         /*
8135          * Avg load of busiest sg can be less and avg load of local sg can
8136          * be greater than avg load across all sgs of sd because avg load
8137          * factors in sg capacity and sgs with smaller group_type are
8138          * skipped when updating the busiest sg:
8139          */
8140         if (busiest->avg_load <= sds->avg_load ||
8141             local->avg_load >= sds->avg_load) {
8142                 env->imbalance = 0;
8143                 return fix_small_imbalance(env, sds);
8144         }
8145
8146         /*
8147          * If there aren't any idle CPUs, avoid creating some.
8148          */
8149         if (busiest->group_type == group_overloaded &&
8150             local->group_type   == group_overloaded) {
8151                 load_above_capacity = busiest->sum_nr_running * SCHED_CAPACITY_SCALE;
8152                 if (load_above_capacity > busiest->group_capacity) {
8153                         load_above_capacity -= busiest->group_capacity;
8154                         load_above_capacity *= scale_load_down(NICE_0_LOAD);
8155                         load_above_capacity /= busiest->group_capacity;
8156                 } else
8157                         load_above_capacity = ~0UL;
8158         }
8159
8160         /*
8161          * We're trying to get all the CPUs to the average_load, so we don't
8162          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
8163          * reduce the max loaded CPU below the average load. At the same time,
8164          * we also don't want to reduce the group load below the group
8165          * capacity. Thus we look for the minimum possible imbalance.
8166          */
8167         max_pull = min(busiest->avg_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
8168
8169         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
8170         env->imbalance = min(
8171                 max_pull * busiest->group_capacity,
8172                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_capacity
8173         ) / SCHED_CAPACITY_SCALE;
8174
8175         /*
8176          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
8177          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
8178          * a think about bumping its value to force at least one task to be
8179          * moved
8180          */
8181         if (env->imbalance < busiest->load_per_task)
8182                 return fix_small_imbalance(env, sds);
8183 }
8184
8185 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
8186
8187 /**
8188  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
8189  * if there is an imbalance.
8190  *
8191  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
8192  * to restore balance.
8193  *
8194  * @env: The load balancing environment.
8195  *
8196  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
8197  */
8198 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
8199 {
8200         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
8201         struct sd_lb_stats sds;
8202
8203         init_sd_lb_stats(&sds);
8204
8205         /*
8206          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
8207          * this level.
8208          */
8209         update_sd_lb_stats(env, &sds);
8210         local = &sds.local_stat;
8211         busiest = &sds.busiest_stat;
8212
8213         /* ASYM feature bypasses nice load balance check */
8214         if (check_asym_packing(env, &sds))
8215                 return sds.busiest;
8216
8217         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
8218         if (!sds.busiest || busiest->sum_nr_running == 0)
8219                 goto out_balanced;
8220
8221         /* XXX broken for overlapping NUMA groups */
8222         sds.avg_load = (SCHED_CAPACITY_SCALE * sds.total_load)
8223                                                 / sds.total_capacity;
8224
8225         /*
8226          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
8227          * work because they assume all things are equal, which typically
8228          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
8229          */
8230         if (busiest->group_type == group_imbalanced)
8231                 goto force_balance;
8232
8233         /*
8234          * When dst_cpu is idle, prevent SMP nice and/or asymmetric group
8235          * capacities from resulting in underutilization due to avg_load.
8236          */
8237         if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && group_has_capacity(env, local) &&
8238             busiest->group_no_capacity)
8239                 goto force_balance;
8240
8241         /*
8242          * If the local group is busier than the selected busiest group
8243          * don't try and pull any tasks.
8244          */
8245         if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
8246                 goto out_balanced;
8247
8248         /*
8249          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
8250          * average load.
8251          */
8252         if (local->avg_load >= sds.avg_load)
8253                 goto out_balanced;
8254
8255         if (env->idle == CPU_IDLE) {
8256                 /*
8257                  * This CPU is idle. If the busiest group is not overloaded
8258                  * and there is no imbalance between this and busiest group
8259                  * wrt idle CPUs, it is balanced. The imbalance becomes
8260                  * significant if the diff is greater than 1 otherwise we
8261                  * might end up to just move the imbalance on another group
8262                  */
8263                 if ((busiest->group_type != group_overloaded) &&
8264                                 (local->idle_cpus <= (busiest->idle_cpus + 1)))
8265                         goto out_balanced;
8266         } else {
8267                 /*
8268                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
8269                  * imbalance_pct to be conservative.
8270                  */
8271                 if (100 * busiest->avg_load <=
8272                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
8273                         goto out_balanced;
8274         }
8275
8276 force_balance:
8277         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
8278         calculate_imbalance(env, &sds);
8279         return env->imbalance ? sds.busiest : NULL;
8280
8281 out_balanced:
8282         env->imbalance = 0;
8283         return NULL;
8284 }
8285
8286 /*
8287  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the CPUs in the group.
8288  */
8289 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
8290                                      struct sched_group *group)
8291 {
8292         struct rq *busiest = NULL, *rq;
8293         unsigned long busiest_load = 0, busiest_capacity = 1;
8294         int i;
8295
8296         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
8297                 unsigned long capacity, wl;
8298                 enum fbq_type rt;
8299
8300                 rq = cpu_rq(i);
8301                 rt = fbq_classify_rq(rq);
8302
8303                 /*
8304                  * We classify groups/runqueues into three groups:
8305                  *  - regular: there are !numa tasks
8306                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
8307                  *  - all:     there is no distinction
8308                  *
8309                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
8310                  * ignore those when there's better options.
8311                  *
8312                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
8313                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
8314                  * queue by moving tasks around inside the node.
8315                  *
8316                  * If we cannot move enough load due to this classification
8317                  * the next pass will adjust the group classification and
8318                  * allow migration of more tasks.
8319                  *
8320                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
8321                  */
8322                 if (rt > env->fbq_type)
8323                         continue;
8324
8325                 capacity = capacity_of(i);
8326
8327                 wl = weighted_cpuload(rq);
8328
8329                 /*
8330                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
8331                  * which is not scaled with the CPU capacity.
8332                  */
8333
8334                 if (rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance &&
8335                     !check_cpu_capacity(rq, env->sd))
8336                         continue;
8337
8338                 /*
8339                  * For the load comparisons with the other CPU's, consider
8340                  * the weighted_cpuload() scaled with the CPU capacity, so
8341                  * that the load can be moved away from the CPU that is
8342                  * potentially running at a lower capacity.
8343                  *
8344                  * Thus we're looking for max(wl_i / capacity_i), crosswise
8345                  * multiplication to rid ourselves of the division works out
8346                  * to: wl_i * capacity_j > wl_j * capacity_i;  where j is
8347                  * our previous maximum.
8348                  */
8349                 if (wl * busiest_capacity > busiest_load * capacity) {
8350                         busiest_load = wl;
8351                         busiest_capacity = capacity;
8352                         busiest = rq;
8353                 }
8354         }
8355
8356         return busiest;
8357 }
8358
8359 /*
8360  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
8361  * so long as it is large enough.
8362  */
8363 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
8364
8365 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
8366 {
8367         struct sched_domain *sd = env->sd;
8368
8369         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
8370
8371                 /*
8372                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
8373                  * lower priority CPUs in order to pack all tasks in the
8374                  * highest priority CPUs.
8375                  */
8376                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) &&
8377                     sched_asym_prefer(env->dst_cpu, env->src_cpu))
8378                         return 1;
8379         }
8380
8381         /*
8382          * The dst_cpu is idle and the src_cpu CPU has only 1 CFS task.
8383          * It's worth migrating the task if the src_cpu's capacity is reduced
8384          * because of other sched_class or IRQs if more capacity stays
8385          * available on dst_cpu.
8386          */
8387         if ((env->idle != CPU_NOT_IDLE) &&
8388             (env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1)) {
8389                 if ((check_cpu_capacity(env->src_rq, sd)) &&
8390                     (capacity_of(env->src_cpu)*sd->imbalance_pct < capacity_of(env->dst_cpu)*100))
8391                         return 1;
8392         }
8393
8394         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
8395 }
8396
8397 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
8398
8399 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
8400 {
8401         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
8402         int cpu, balance_cpu = -1;
8403
8404         /*
8405          * Ensure the balancing environment is consistent; can happen
8406          * when the softirq triggers 'during' hotplug.
8407          */
8408         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, env->cpus))
8409                 return 0;
8410
8411         /*
8412          * In the newly idle case, we will allow all the CPUs
8413          * to do the newly idle load balance.
8414          */
8415         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
8416                 return 1;
8417
8418         /* Try to find first idle CPU */
8419         for_each_cpu_and(cpu, group_balance_mask(sg), env->cpus) {
8420                 if (!idle_cpu(cpu))
8421                         continue;
8422
8423                 balance_cpu = cpu;
8424                 break;
8425         }
8426
8427         if (balance_cpu == -1)
8428                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
8429
8430         /*
8431          * First idle CPU or the first CPU(busiest) in this sched group
8432          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
8433          */
8434         return balance_cpu == env->dst_cpu;
8435 }
8436
8437 /*
8438  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
8439  * tasks if there is an imbalance.
8440  */
8441 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
8442                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
8443                         int *continue_balancing)
8444 {
8445         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
8446         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
8447         struct sched_group *group;
8448         struct rq *busiest;
8449         struct rq_flags rf;
8450         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(load_balance_mask);
8451
8452         struct lb_env env = {
8453                 .sd             = sd,
8454                 .dst_cpu        = this_cpu,
8455                 .dst_rq         = this_rq,
8456                 .dst_grpmask    = sched_group_span(sd->groups),
8457                 .idle           = idle,
8458                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
8459                 .cpus           = cpus,
8460                 .fbq_type       = all,
8461                 .tasks          = LIST_HEAD_INIT(env.tasks),
8462         };
8463
8464         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), cpu_active_mask);
8465
8466         schedstat_inc(sd->lb_count[idle]);
8467
8468 redo:
8469         if (!should_we_balance(&env)) {
8470                 *continue_balancing = 0;
8471                 goto out_balanced;
8472         }
8473
8474         group = find_busiest_group(&env);
8475         if (!group) {
8476                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyg[idle]);
8477                 goto out_balanced;
8478         }
8479
8480         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
8481         if (!busiest) {
8482                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyq[idle]);
8483                 goto out_balanced;
8484         }
8485
8486         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
8487
8488         schedstat_add(sd->lb_imbalance[idle], env.imbalance);
8489
8490         env.src_cpu = busiest->cpu;
8491         env.src_rq = busiest;
8492
8493         ld_moved = 0;
8494         if (busiest->nr_running > 1) {
8495                 /*
8496                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
8497                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
8498                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
8499                  * correctly treated as an imbalance.
8500                  */
8501                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
8502                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
8503
8504 more_balance:
8505                 rq_lock_irqsave(busiest, &rf);
8506                 update_rq_clock(busiest);
8507
8508                 /*
8509                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
8510                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
8511                  */
8512                 cur_ld_moved = detach_tasks(&env);
8513
8514                 /*
8515                  * We've detached some tasks from busiest_rq. Every
8516                  * task is masked "TASK_ON_RQ_MIGRATING", so we can safely
8517                  * unlock busiest->lock, and we are able to be sure
8518                  * that nobody can manipulate the tasks in parallel.
8519                  * See task_rq_lock() family for the details.
8520                  */
8521
8522                 rq_unlock(busiest, &rf);
8523
8524                 if (cur_ld_moved) {
8525                         attach_tasks(&env);
8526                         ld_moved += cur_ld_moved;
8527                 }
8528
8529                 local_irq_restore(rf.flags);
8530
8531                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
8532                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
8533                         goto more_balance;
8534                 }
8535
8536                 /*
8537                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
8538                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
8539                  * where they can run. The upper limit on how many times we
8540                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of CPUs in our
8541                  * sched_group.
8542                  *
8543                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
8544                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
8545                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
8546                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
8547                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
8548                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
8549                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
8550                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
8551                  * This however should not happen so much in practice and
8552                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
8553                  * excess load moved.
8554                  */
8555                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
8556
8557                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs */
8558                         cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
8559
8560                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
8561                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
8562                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
8563                         env.loop         = 0;
8564                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
8565
8566                         /*
8567                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
8568                          * need to continue with same src_cpu.
8569                          */
8570                         goto more_balance;
8571                 }
8572
8573                 /*
8574                  * We failed to reach balance because of affinity.
8575                  */
8576                 if (sd_parent) {
8577                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
8578
8579                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0)
8580                                 *group_imbalance = 1;
8581                 }
8582
8583                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
8584                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
8585                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
8586                         /*
8587                          * Attempting to continue load balancing at the current
8588                          * sched_domain level only makes sense if there are
8589                          * active CPUs remaining as possible busiest CPUs to
8590                          * pull load from which are not contained within the
8591                          * destination group that is receiving any migrated
8592                          * load.
8593                          */
8594                         if (!cpumask_subset(cpus, env.dst_grpmask)) {
8595                                 env.loop = 0;
8596                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
8597                                 goto redo;
8598                         }
8599                         goto out_all_pinned;
8600                 }
8601         }
8602
8603         if (!ld_moved) {
8604                 schedstat_inc(sd->lb_failed[idle]);
8605                 /*
8606                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
8607                  * We do not want newidle balance, which can be very
8608                  * frequent, pollute the failure counter causing
8609                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
8610                  */
8611                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
8612                         sd->nr_balance_failed++;
8613
8614                 if (need_active_balance(&env)) {
8615                         unsigned long flags;
8616
8617                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
8618
8619                         /*
8620                          * Don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
8621                          * if the curr task on busiest CPU can't be
8622                          * moved to this_cpu:
8623                          */
8624                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &busiest->curr->cpus_allowed)) {
8625                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
8626                                                             flags);
8627                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
8628                                 goto out_one_pinned;
8629                         }
8630
8631                         /*
8632                          * ->active_balance synchronizes accesses to
8633                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
8634                          * only after active load balance is finished.
8635                          */
8636                         if (!busiest->active_balance) {
8637                                 busiest->active_balance = 1;
8638                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
8639                                 active_balance = 1;
8640                         }
8641                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
8642
8643                         if (active_balance) {
8644                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
8645                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
8646                                         &busiest->active_balance_work);
8647                         }
8648
8649                         /* We've kicked active balancing, force task migration. */
8650                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
8651                 }
8652         } else
8653                 sd->nr_balance_failed = 0;
8654
8655         if (likely(!active_balance)) {
8656                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
8657                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
8658         } else {
8659                 /*
8660                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
8661                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
8662                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
8663                  * detach_tasks).
8664                  */
8665                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
8666                         sd->balance_interval *= 2;
8667         }
8668
8669         goto out;
8670
8671 out_balanced:
8672         /*
8673          * We reach balance although we may have faced some affinity
8674          * constraints. Clear the imbalance flag if it was set.
8675          */
8676         if (sd_parent) {
8677                 int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
8678
8679                 if (*group_imbalance)
8680                         *group_imbalance = 0;
8681         }
8682
8683 out_all_pinned:
8684         /*
8685          * We reach balance because all tasks are pinned at this level so
8686          * we can't migrate them. Let the imbalance flag set so parent level
8687          * can try to migrate them.
8688          */
8689         schedstat_inc(sd->lb_balanced[idle]);
8690
8691         sd->nr_balance_failed = 0;
8692
8693 out_one_pinned:
8694         /* tune up the balancing interval */
8695         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
8696                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
8697                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
8698                 sd->balance_interval *= 2;
8699
8700         ld_moved = 0;
8701 out:
8702         return ld_moved;
8703 }
8704
8705 static inline unsigned long
8706 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
8707 {
8708         unsigned long interval = sd->balance_interval;
8709
8710         if (cpu_busy)
8711                 interval *= sd->busy_factor;
8712
8713         /* scale ms to jiffies */
8714         interval = msecs_to_jiffies(interval);
8715         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
8716
8717         return interval;
8718 }
8719
8720 static inline void
8721 update_next_balance(struct sched_domain *sd, unsigned long *next_balance)
8722 {
8723         unsigned long interval, next;
8724
8725         /* used by idle balance, so cpu_busy = 0 */
8726         interval = get_sd_balance_interval(sd, 0);
8727         next = sd->last_balance + interval;
8728
8729         if (time_after(*next_balance, next))
8730                 *next_balance = next;
8731 }
8732
8733 /*
8734  * active_load_balance_cpu_stop is run by the CPU stopper. It pushes
8735  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
8736  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
8737  * avoids physical / logical imbalances.
8738  */
8739 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
8740 {
8741         struct rq *busiest_rq = data;
8742         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
8743         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
8744         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
8745         struct sched_domain *sd;
8746         struct task_struct *p = NULL;
8747         struct rq_flags rf;
8748
8749         rq_lock_irq(busiest_rq, &rf);
8750         /*
8751          * Between queueing the stop-work and running it is a hole in which
8752          * CPUs can become inactive. We should not move tasks from or to
8753          * inactive CPUs.
8754          */
8755         if (!cpu_active(busiest_cpu) || !cpu_active(target_cpu))
8756                 goto out_unlock;
8757
8758         /* Make sure the requested CPU hasn't gone down in the meantime: */
8759         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
8760                      !busiest_rq->active_balance))
8761                 goto out_unlock;
8762
8763         /* Is there any task to move? */
8764         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
8765                 goto out_unlock;
8766
8767         /*
8768          * This condition is "impossible", if it occurs
8769          * we need to fix it. Originally reported by
8770          * Bjorn Helgaas on a 128-CPU setup.
8771          */
8772         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
8773
8774         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
8775         rcu_read_lock();
8776         for_each_domain(target_cpu, sd) {
8777                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
8778                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
8779                                 break;
8780         }
8781
8782         if (likely(sd)) {
8783                 struct lb_env env = {
8784                         .sd             = sd,
8785                         .dst_cpu        = target_cpu,
8786                         .dst_rq         = target_rq,
8787                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
8788                         .src_rq         = busiest_rq,
8789                         .idle           = CPU_IDLE,
8790                         /*
8791                          * can_migrate_task() doesn't need to compute new_dst_cpu
8792                          * for active balancing. Since we have CPU_IDLE, but no
8793                          * @dst_grpmask we need to make that test go away with lying
8794                          * about DST_PINNED.
8795                          */
8796                         .flags          = LBF_DST_PINNED,
8797                 };
8798
8799                 schedstat_inc(sd->alb_count);
8800                 update_rq_clock(busiest_rq);
8801
8802                 p = detach_one_task(&env);
8803                 if (p) {
8804                         schedstat_inc(sd->alb_pushed);
8805                         /* Active balancing done, reset the failure counter. */
8806                         sd->nr_balance_failed = 0;
8807                 } else {
8808                         schedstat_inc(sd->alb_failed);
8809                 }
8810         }
8811         rcu_read_unlock();
8812 out_unlock:
8813         busiest_rq->active_balance = 0;
8814         rq_unlock(busiest_rq, &rf);
8815
8816         if (p)
8817                 attach_one_task(target_rq, p);
8818
8819         local_irq_enable();
8820
8821         return 0;
8822 }
8823
8824 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
8825
8826 /*
8827  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
8828  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
8829  */
8830 void update_max_interval(void)
8831 {
8832         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
8833 }
8834
8835 /*
8836  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
8837  * and initiates a balancing operation if so.
8838  *
8839  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
8840  */
8841 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
8842 {
8843         int continue_balancing = 1;
8844         int cpu = rq->cpu;
8845         unsigned long interval;
8846         struct sched_domain *sd;
8847         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
8848         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
8849         int update_next_balance = 0;
8850         int need_serialize, need_decay = 0;
8851         u64 max_cost = 0;
8852
8853         rcu_read_lock();
8854         for_each_domain(cpu, sd) {
8855                 /*
8856                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
8857                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
8858                  */
8859                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
8860                         sd->max_newidle_lb_cost =
8861                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
8862                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
8863                         need_decay = 1;
8864                 }
8865                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
8866
8867                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
8868                         continue;
8869
8870                 /*
8871                  * Stop the load balance at this level. There is another
8872                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
8873                  * actively.
8874                  */
8875                 if (!continue_balancing) {
8876                         if (need_decay)
8877                                 continue;
8878                         break;
8879                 }
8880
8881                 interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
8882
8883                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
8884                 if (need_serialize) {
8885                         if (!spin_trylock(&balancing))
8886                                 goto out;
8887                 }
8888
8889                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
8890                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
8891                                 /*
8892                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
8893                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
8894                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
8895                                  */
8896                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
8897                         }
8898                         sd->last_balance = jiffies;
8899                         interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
8900                 }
8901                 if (need_serialize)
8902                         spin_unlock(&balancing);
8903 out:
8904                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
8905                         next_balance = sd->last_balance + interval;
8906                         update_next_balance = 1;
8907                 }
8908         }
8909         if (need_decay) {
8910                 /*
8911                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
8912                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
8913                  */
8914                 rq->max_idle_balance_cost =
8915                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
8916         }
8917         rcu_read_unlock();
8918
8919         /*
8920          * next_balance will be updated only when there is a need.
8921          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
8922          * updated.
8923          */
8924         if (likely(update_next_balance)) {
8925                 rq->next_balance = next_balance;
8926
8927 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8928                 /*
8929                  * If this CPU has been elected to perform the nohz idle
8930                  * balance. Other idle CPUs have already rebalanced with
8931                  * nohz_idle_balance() and nohz.next_balance has been
8932                  * updated accordingly. This CPU is now running the idle load
8933                  * balance for itself and we need to update the
8934                  * nohz.next_balance accordingly.
8935                  */
8936                 if ((idle == CPU_IDLE) && time_after(nohz.next_balance, rq->next_balance))
8937                         nohz.next_balance = rq->next_balance;
8938 #endif
8939         }
8940 }
8941
8942 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
8943 {
8944         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
8945 }
8946
8947 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8948 /*
8949  * idle load balancing details
8950  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
8951  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
8952  *   load balancing for all the idle CPUs.
8953  */
8954
8955 static inline int find_new_ilb(void)
8956 {
8957         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
8958
8959         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
8960                 return ilb;
8961
8962         return nr_cpu_ids;
8963 }
8964
8965 /*
8966  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
8967  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
8968  * CPU (if there is one).
8969  */
8970 static void kick_ilb(unsigned int flags)
8971 {
8972         int ilb_cpu;
8973
8974         nohz.next_balance++;
8975
8976         ilb_cpu = find_new_ilb();
8977
8978         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
8979                 return;
8980
8981         flags = atomic_fetch_or(flags, nohz_flags(ilb_cpu));
8982         if (flags & NOHZ_KICK_MASK)
8983                 return;
8984
8985         /*
8986          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
8987          * This way we generate a sched IPI on the target CPU which
8988          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
8989          * will be run before returning from the IPI.
8990          */
8991         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
8992 }
8993
8994 /*
8995  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
8996  * of an idle cpu in the system.
8997  *   - This rq has more than one task.
8998  *   - This rq has at least one CFS task and the capacity of the CPU is
8999  *     significantly reduced because of RT tasks or IRQs.
9000  *   - At parent of LLC scheduler domain level, this cpu's scheduler group has
9001  *     multiple busy cpu.
9002  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
9003  *     domain span are idle.
9004  */
9005 static void nohz_balancer_kick(struct rq *rq)
9006 {
9007         unsigned long now = jiffies;
9008         struct sched_domain_shared *sds;
9009         struct sched_domain *sd;
9010         int nr_busy, i, cpu = rq->cpu;
9011         unsigned int flags = 0;
9012
9013         if (unlikely(rq->idle_balance))
9014                 return;
9015
9016         /*
9017          * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
9018          * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
9019          */
9020         nohz_balance_exit_idle(rq);
9021
9022         /*
9023          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
9024          * balancing.
9025          */
9026         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
9027                 return;
9028
9029         if (READ_ONCE(nohz.has_blocked) &&
9030             time_after(now, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
9031                 flags = NOHZ_STATS_KICK;
9032
9033         if (time_before(now, nohz.next_balance))
9034                 goto out;
9035
9036         if (rq->nr_running >= 2) {
9037                 flags = NOHZ_KICK_MASK;
9038                 goto out;
9039         }
9040
9041         rcu_read_lock();
9042         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
9043         if (sds) {
9044                 /*
9045                  * XXX: write a coherent comment on why we do this.
9046                  * See also: http://lkml.kernel.org/r/20111202010832.602203411@sbsiddha-desk.sc.intel.com
9047                  */
9048                 nr_busy = atomic_read(&sds->nr_busy_cpus);
9049                 if (nr_busy > 1) {
9050                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
9051                         goto unlock;
9052                 }
9053
9054         }
9055
9056         sd = rcu_dereference(rq->sd);
9057         if (sd) {
9058                 if ((rq->cfs.h_nr_running >= 1) &&
9059                                 check_cpu_capacity(rq, sd)) {
9060                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
9061                         goto unlock;
9062                 }
9063         }
9064
9065         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym, cpu));
9066         if (sd) {
9067                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
9068                         if (i == cpu ||
9069                             !cpumask_test_cpu(i, nohz.idle_cpus_mask))
9070                                 continue;
9071
9072                         if (sched_asym_prefer(i, cpu)) {
9073                                 flags = NOHZ_KICK_MASK;
9074                                 goto unlock;
9075                         }
9076                 }
9077         }
9078 unlock:
9079         rcu_read_unlock();
9080 out:
9081         if (flags)
9082                 kick_ilb(flags);
9083 }
9084
9085 static void set_cpu_sd_state_busy(int cpu)
9086 {
9087         struct sched_domain *sd;
9088
9089         rcu_read_lock();
9090         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
9091
9092         if (!sd || !sd->nohz_idle)
9093                 goto unlock;
9094         sd->nohz_idle = 0;
9095
9096         atomic_inc(&sd->shared->nr_busy_cpus);
9097 unlock:
9098         rcu_read_unlock();
9099 }
9100
9101 void nohz_balance_exit_idle(struct rq *rq)
9102 {
9103         SCHED_WARN_ON(rq != this_rq());
9104
9105         if (likely(!rq->nohz_tick_stopped))
9106                 return;
9107
9108         rq->nohz_tick_stopped = 0;
9109         cpumask_clear_cpu(rq->cpu, nohz.idle_cpus_mask);
9110         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
9111
9112         set_cpu_sd_state_busy(rq->cpu);
9113 }
9114
9115 static void set_cpu_sd_state_idle(int cpu)
9116 {
9117         struct sched_domain *sd;
9118
9119         rcu_read_lock();
9120         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
9121
9122         if (!sd || sd->nohz_idle)
9123                 goto unlock;
9124         sd->nohz_idle = 1;
9125
9126         atomic_dec(&sd->shared->nr_busy_cpus);
9127 unlock:
9128         rcu_read_unlock();
9129 }
9130
9131 /*
9132  * This routine will record that the CPU is going idle with tick stopped.
9133  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
9134  */
9135 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
9136 {
9137         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9138
9139         SCHED_WARN_ON(cpu != smp_processor_id());
9140
9141         /* If this CPU is going down, then nothing needs to be done: */
9142         if (!cpu_active(cpu))
9143                 return;
9144
9145         /* Spare idle load balancing on CPUs that don't want to be disturbed: */
9146         if (!housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_SCHED))
9147                 return;
9148
9149         /*
9150          * Can be set safely without rq->lock held
9151          * If a clear happens, it will have evaluated last additions because
9152          * rq->lock is held during the check and the clear
9153          */
9154         rq->has_blocked_load = 1;
9155
9156         /*
9157          * The tick is still stopped but load could have been added in the
9158          * meantime. We set the nohz.has_blocked flag to trig a check of the
9159          * *_avg. The CPU is already part of nohz.idle_cpus_mask so the clear
9160          * of nohz.has_blocked can only happen after checking the new load
9161          */
9162         if (rq->nohz_tick_stopped)
9163                 goto out;
9164
9165         /* If we're a completely isolated CPU, we don't play: */
9166         if (on_null_domain(rq))
9167                 return;
9168
9169         rq->nohz_tick_stopped = 1;
9170
9171         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
9172         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
9173
9174         /*
9175          * Ensures that if nohz_idle_balance() fails to observe our
9176          * @idle_cpus_mask store, it must observe the @has_blocked
9177          * store.
9178          */
9179         smp_mb__after_atomic();
9180
9181         set_cpu_sd_state_idle(cpu);
9182
9183 out:
9184         /*
9185          * Each time a cpu enter idle, we assume that it has blocked load and
9186          * enable the periodic update of the load of idle cpus
9187          */
9188         WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
9189 }
9190
9191 /*
9192  * Internal function that runs load balance for all idle cpus. The load balance
9193  * can be a simple update of blocked load or a complete load balance with
9194  * tasks movement depending of flags.
9195  * The function returns false if the loop has stopped before running
9196  * through all idle CPUs.
9197  */
9198 static bool _nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, unsigned int flags,
9199                                enum cpu_idle_type idle)
9200 {
9201         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
9202         unsigned long now = jiffies;
9203         unsigned long next_balance = now + 60*HZ;
9204         bool has_blocked_load = false;
9205         int update_next_balance = 0;
9206         int this_cpu = this_rq->cpu;
9207         int balance_cpu;
9208         int ret = false;
9209         struct rq *rq;
9210
9211         SCHED_WARN_ON((flags & NOHZ_KICK_MASK) == NOHZ_BALANCE_KICK);
9212
9213         /*
9214          * We assume there will be no idle load after this update and clear
9215          * the has_blocked flag. If a cpu enters idle in the mean time, it will
9216          * set the has_blocked flag and trig another update of idle load.
9217          * Because a cpu that becomes idle, is added to idle_cpus_mask before
9218          * setting the flag, we are sure to not clear the state and not
9219          * check the load of an idle cpu.
9220          */
9221         WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 0);
9222
9223         /*
9224          * Ensures that if we miss the CPU, we must see the has_blocked
9225          * store from nohz_balance_enter_idle().
9226          */
9227         smp_mb();
9228
9229         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
9230                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
9231                         continue;
9232
9233                 /*
9234                  * If this CPU gets work to do, stop the load balancing
9235                  * work being done for other CPUs. Next load
9236                  * balancing owner will pick it up.
9237                  */
9238                 if (need_resched()) {
9239                         has_blocked_load = true;
9240                         goto abort;
9241                 }
9242
9243                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
9244
9245                 has_blocked_load |= update_nohz_stats(rq, true);
9246
9247                 /*
9248                  * If time for next balance is due,
9249                  * do the balance.
9250                  */
9251                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
9252                         struct rq_flags rf;
9253
9254                         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9255                         update_rq_clock(rq);
9256                         cpu_load_update_idle(rq);
9257                         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9258
9259                         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
9260                                 rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
9261                 }
9262
9263                 if (time_after(next_balance, rq->next_balance)) {
9264                         next_balance = rq->next_balance;
9265                         update_next_balance = 1;
9266                 }
9267         }
9268
9269         /* Newly idle CPU doesn't need an update */
9270         if (idle != CPU_NEWLY_IDLE) {
9271                 update_blocked_averages(this_cpu);
9272                 has_blocked_load |= this_rq->has_blocked_load;
9273         }
9274
9275         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
9276                 rebalance_domains(this_rq, CPU_IDLE);
9277
9278         WRITE_ONCE(nohz.next_blocked,
9279                 now + msecs_to_jiffies(LOAD_AVG_PERIOD));
9280
9281         /* The full idle balance loop has been done */
9282         ret = true;
9283
9284 abort:
9285         /* There is still blocked load, enable periodic update */
9286         if (has_blocked_load)
9287                 WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
9288
9289         /*
9290          * next_balance will be updated only when there is a need.
9291          * When the CPU is attached to null domain for ex, it will not be
9292          * updated.
9293          */
9294         if (likely(update_next_balance))
9295                 nohz.next_balance = next_balance;
9296
9297         return ret;
9298 }
9299
9300 /*
9301  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
9302  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
9303  */
9304 static bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
9305 {
9306         int this_cpu = this_rq->cpu;
9307         unsigned int flags;
9308
9309         if (!(atomic_read(nohz_flags(this_cpu)) & NOHZ_KICK_MASK))
9310                 return false;
9311
9312         if (idle != CPU_IDLE) {
9313                 atomic_andnot(NOHZ_KICK_MASK, nohz_flags(this_cpu));
9314                 return false;
9315         }
9316
9317         /*
9318          * barrier, pairs with nohz_balance_enter_idle(), ensures ...
9319          */
9320         flags = atomic_fetch_andnot(NOHZ_KICK_MASK, nohz_flags(this_cpu));
9321         if (!(flags & NOHZ_KICK_MASK))
9322                 return false;
9323
9324         _nohz_idle_balance(this_rq, flags, idle);
9325
9326         return true;
9327 }
9328
9329 static void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq)
9330 {
9331         int this_cpu = this_rq->cpu;
9332
9333         /*
9334          * This CPU doesn't want to be disturbed by scheduler
9335          * housekeeping
9336          */
9337         if (!housekeeping_cpu(this_cpu, HK_FLAG_SCHED))
9338                 return;
9339
9340         /* Will wake up very soon. No time for doing anything else*/
9341         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
9342                 return;
9343
9344         /* Don't need to update blocked load of idle CPUs*/
9345         if (!READ_ONCE(nohz.has_blocked) ||
9346             time_before(jiffies, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
9347                 return;
9348
9349         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
9350         /*
9351          * This CPU is going to be idle and blocked load of idle CPUs
9352          * need to be updated. Run the ilb locally as it is a good
9353          * candidate for ilb instead of waking up another idle CPU.
9354          * Kick an normal ilb if we failed to do the update.
9355          */
9356         if (!_nohz_idle_balance(this_rq, NOHZ_STATS_KICK, CPU_NEWLY_IDLE))
9357                 kick_ilb(NOHZ_STATS_KICK);
9358         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
9359 }
9360
9361 #else /* !CONFIG_NO_HZ_COMMON */
9362 static inline void nohz_balancer_kick(struct rq *rq) { }
9363
9364 static inline bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
9365 {
9366         return false;
9367 }
9368
9369 static inline void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq) { }
9370 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
9371
9372 /*
9373  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
9374  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
9375  */
9376 static int idle_balance(struct rq *this_rq, struct rq_flags *rf)
9377 {
9378         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
9379         int this_cpu = this_rq->cpu;
9380         struct sched_domain *sd;
9381         int pulled_task = 0;
9382         u64 curr_cost = 0;
9383
9384         /*
9385          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
9386          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
9387          */
9388         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
9389
9390         /*
9391          * Do not pull tasks towards !active CPUs...
9392          */
9393         if (!cpu_active(this_cpu))
9394                 return 0;
9395
9396         /*
9397          * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being picked
9398          * for load-balance and preemption/IRQs are still disabled avoiding
9399          * further scheduler activity on it and we're being very careful to
9400          * re-start the picking loop.
9401          */
9402         rq_unpin_lock(this_rq, rf);
9403
9404         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost ||
9405             !this_rq->rd->overload) {
9406
9407                 rcu_read_lock();
9408                 sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
9409                 if (sd)
9410                         update_next_balance(sd, &next_balance);
9411                 rcu_read_unlock();
9412
9413                 nohz_newidle_balance(this_rq);
9414
9415                 goto out;
9416         }
9417
9418         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
9419
9420         update_blocked_averages(this_cpu);
9421         rcu_read_lock();
9422         for_each_domain(this_cpu, sd) {
9423                 int continue_balancing = 1;
9424                 u64 t0, domain_cost;
9425
9426                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
9427                         continue;
9428
9429                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost) {
9430                         update_next_balance(sd, &next_balance);
9431                         break;
9432                 }
9433
9434                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
9435                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
9436
9437                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
9438                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
9439                                                    &continue_balancing);
9440
9441                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
9442                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
9443                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
9444
9445                         curr_cost += domain_cost;
9446                 }
9447
9448                 update_next_balance(sd, &next_balance);
9449
9450                 /*
9451                  * Stop searching for tasks to pull if there are
9452                  * now runnable tasks on this rq.
9453                  */
9454                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0)
9455                         break;
9456         }
9457         rcu_read_unlock();
9458
9459         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
9460
9461         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
9462                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
9463
9464 out:
9465         /*
9466          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
9467          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
9468          * pretend we pulled a task.
9469          */
9470         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
9471                 pulled_task = 1;
9472
9473         /* Move the next balance forward */
9474         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
9475                 this_rq->next_balance = next_balance;
9476
9477         /* Is there a task of a high priority class? */
9478         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
9479                 pulled_task = -1;
9480
9481         if (pulled_task)
9482                 this_rq->idle_stamp = 0;
9483
9484         rq_repin_lock(this_rq, rf);
9485
9486         return pulled_task;
9487 }
9488
9489 /*
9490  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
9491  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
9492  */
9493 static __latent_entropy void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
9494 {
9495         struct rq *this_rq = this_rq();
9496         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
9497                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
9498
9499         /*
9500          * If this CPU has a pending nohz_balance_kick, then do the
9501          * balancing on behalf of the other idle CPUs whose ticks are
9502          * stopped. Do nohz_idle_balance *before* rebalance_domains to
9503          * give the idle CPUs a chance to load balance. Else we may
9504          * load balance only within the local sched_domain hierarchy
9505          * and abort nohz_idle_balance altogether if we pull some load.
9506          */
9507         if (nohz_idle_balance(this_rq, idle))
9508                 return;
9509
9510         /* normal load balance */
9511         update_blocked_averages(this_rq->cpu);
9512         rebalance_domains(this_rq, idle);
9513 }
9514
9515 /*
9516  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
9517  */
9518 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
9519 {
9520         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
9521         if (unlikely(on_null_domain(rq)))
9522                 return;
9523
9524         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
9525                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
9526
9527         nohz_balancer_kick(rq);
9528 }
9529
9530 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
9531 {
9532         update_sysctl();
9533
9534         update_runtime_enabled(rq);
9535 }
9536
9537 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
9538 {
9539         update_sysctl();
9540
9541         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
9542         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
9543 }
9544
9545 #endif /* CONFIG_SMP */
9546
9547 /*
9548  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class.
9549  *
9550  * NOTE: This function can be called remotely by the tick offload that
9551  * goes along full dynticks. Therefore no local assumption can be made
9552  * and everything must be accessed through the @rq and @curr passed in
9553  * parameters.
9554  */
9555 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
9556 {
9557         struct cfs_rq *cfs_rq;
9558         struct sched_entity *se = &curr->se;
9559
9560         for_each_sched_entity(se) {
9561                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9562                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
9563         }
9564
9565         if (static_branch_unlikely(&sched_numa_balancing))
9566                 task_tick_numa(rq, curr);
9567 }
9568
9569 /*
9570  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
9571  *  - child not yet on the tasklist
9572  *  - preemption disabled
9573  */
9574 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
9575 {
9576         struct cfs_rq *cfs_rq;
9577         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
9578         struct rq *rq = this_rq();
9579         struct rq_flags rf;
9580
9581         rq_lock(rq, &rf);
9582         update_rq_clock(rq);
9583
9584         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
9585         curr = cfs_rq->curr;
9586         if (curr) {
9587                 update_curr(cfs_rq);
9588                 se->vruntime = curr->vruntime;
9589         }
9590         place_entity(cfs_rq, se, 1);
9591
9592         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
9593                 /*
9594                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
9595                  * 'current' within the tree based on its new key value.
9596                  */
9597                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
9598                 resched_curr(rq);
9599         }
9600
9601         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
9602         rq_unlock(rq, &rf);
9603 }
9604
9605 /*
9606  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
9607  * the current task.
9608  */
9609 static void
9610 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
9611 {
9612         if (!task_on_rq_queued(p))
9613                 return;
9614
9615         /*
9616          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
9617          * our priority decreased, or if we are not currently running on
9618          * this runqueue and our priority is higher than the current's
9619          */
9620         if (rq->curr == p) {
9621                 if (p->prio > oldprio)
9622                         resched_curr(rq);
9623         } else
9624                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
9625 }
9626
9627 static inline bool vruntime_normalized(struct task_struct *p)
9628 {
9629         struct sched_entity *se = &p->se;
9630
9631         /*
9632          * In both the TASK_ON_RQ_QUEUED and TASK_ON_RQ_MIGRATING cases,
9633          * the dequeue_entity(.flags=0) will already have normalized the
9634          * vruntime.
9635          */
9636         if (p->on_rq)
9637                 return true;
9638
9639         /*
9640          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
9641          * But there are some cases where it has already been normalized:
9642          *
9643          * - A forked child which is waiting for being woken up by
9644          *   wake_up_new_task().
9645          * - A task which has been woken up by try_to_wake_up() and
9646          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
9647          */
9648         if (!se->sum_exec_runtime ||
9649             (p->state == TASK_WAKING && p->sched_remote_wakeup))
9650                 return true;
9651
9652         return false;
9653 }
9654
9655 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9656 /*
9657  * Propagate the changes of the sched_entity across the tg tree to make it
9658  * visible to the root
9659  */
9660 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
9661 {
9662         struct cfs_rq *cfs_rq;
9663
9664         /* Start to propagate at parent */
9665         se = se->parent;
9666
9667         for_each_sched_entity(se) {
9668                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9669
9670                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
9671                         break;
9672
9673                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
9674         }
9675 }
9676 #else
9677 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se) { }
9678 #endif
9679
9680 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
9681 {
9682         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9683
9684         /* Catch up with the cfs_rq and remove our load when we leave */
9685         update_load_avg(cfs_rq, se, 0);
9686         detach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
9687         update_tg_load_avg(cfs_rq, false);
9688         propagate_entity_cfs_rq(se);
9689 }
9690
9691 static void attach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
9692 {
9693         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9694
9695 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9696         /*
9697          * Since the real-depth could have been changed (only FAIR
9698          * class maintain depth value), reset depth properly.
9699          */
9700         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
9701 #endif
9702
9703         /* Synchronize entity with its cfs_rq */
9704         update_load_avg(cfs_rq, se, sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD) ? 0 : SKIP_AGE_LOAD);
9705         attach_entity_load_avg(cfs_rq, se, 0);
9706         update_tg_load_avg(cfs_rq, false);
9707         propagate_entity_cfs_rq(se);
9708 }
9709
9710 static void detach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
9711 {
9712         struct sched_entity *se = &p->se;
9713         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9714
9715         if (!vruntime_normalized(p)) {
9716                 /*
9717                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
9718                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
9719                  */
9720                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
9721                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
9722         }
9723
9724         detach_entity_cfs_rq(se);
9725 }
9726
9727 static void attach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
9728 {
9729         struct sched_entity *se = &p->se;
9730         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9731
9732         attach_entity_cfs_rq(se);
9733
9734         if (!vruntime_normalized(p))
9735                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
9736 }
9737
9738 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
9739 {
9740         detach_task_cfs_rq(p);
9741 }
9742
9743 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
9744 {
9745         attach_task_cfs_rq(p);
9746
9747         if (task_on_rq_queued(p)) {
9748                 /*
9749                  * We were most likely switched from sched_rt, so
9750                  * kick off the schedule if running, otherwise just see
9751                  * if we can still preempt the current task.
9752                  */
9753                 if (rq->curr == p)
9754                         resched_curr(rq);
9755                 else
9756                         check_preempt_curr(rq, p, 0);
9757         }
9758 }
9759
9760 /* Account for a task changing its policy or group.
9761  *
9762  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
9763  * migrates between groups/classes.
9764  */
9765 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
9766 {
9767         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
9768
9769         for_each_sched_entity(se) {
9770                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9771
9772                 set_next_entity(cfs_rq, se);
9773                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
9774                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
9775         }
9776 }
9777
9778 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
9779 {
9780         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT_CACHED;
9781         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
9782 #ifndef CONFIG_64BIT
9783         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
9784 #endif
9785 #ifdef CONFIG_SMP
9786         raw_spin_lock_init(&cfs_rq->removed.lock);
9787 #endif
9788 }
9789
9790 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9791 static void task_set_group_fair(struct task_struct *p)
9792 {
9793         struct sched_entity *se = &p->se;
9794
9795         set_task_rq(p, task_cpu(p));
9796         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
9797 }
9798
9799 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p)
9800 {
9801         detach_task_cfs_rq(p);
9802         set_task_rq(p, task_cpu(p));
9803
9804 #ifdef CONFIG_SMP
9805         /* Tell se's cfs_rq has been changed -- migrated */
9806         p->se.avg.last_update_time = 0;
9807 #endif
9808         attach_task_cfs_rq(p);
9809 }
9810
9811 static void task_change_group_fair(struct task_struct *p, int type)
9812 {
9813         switch (type) {
9814         case TASK_SET_GROUP:
9815                 task_set_group_fair(p);
9816                 break;
9817
9818         case TASK_MOVE_GROUP:
9819                 task_move_group_fair(p);
9820                 break;
9821         }
9822 }
9823
9824 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
9825 {
9826         int i;
9827
9828         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
9829
9830         for_each_possible_cpu(i) {
9831                 if (tg->cfs_rq)
9832                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
9833                 if (tg->se)
9834                         kfree(tg->se[i]);
9835         }
9836
9837         kfree(tg->cfs_rq);
9838         kfree(tg->se);
9839 }
9840
9841 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
9842 {
9843         struct sched_entity *se;
9844         struct cfs_rq *cfs_rq;
9845         int i;
9846
9847         tg->cfs_rq = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(cfs_rq), GFP_KERNEL);
9848         if (!tg->cfs_rq)
9849                 goto err;
9850         tg->se = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(se), GFP_KERNEL);
9851         if (!tg->se)
9852                 goto err;
9853
9854         tg->shares = NICE_0_LOAD;
9855
9856         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
9857
9858         for_each_possible_cpu(i) {
9859                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
9860                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9861                 if (!cfs_rq)
9862                         goto err;
9863
9864                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
9865                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9866                 if (!se)
9867                         goto err_free_rq;
9868
9869                 init_cfs_rq(cfs_rq);
9870                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
9871                 init_entity_runnable_average(se);
9872         }
9873
9874         return 1;
9875
9876 err_free_rq:
9877         kfree(cfs_rq);
9878 err:
9879         return 0;
9880 }
9881
9882 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg)
9883 {
9884         struct sched_entity *se;
9885         struct rq *rq;
9886         int i;
9887
9888         for_each_possible_cpu(i) {
9889                 rq = cpu_rq(i);
9890                 se = tg->se[i];
9891
9892                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
9893                 update_rq_clock(rq);
9894                 attach_entity_cfs_rq(se);
9895                 sync_throttle(tg, i);
9896                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
9897         }
9898 }
9899
9900 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg)
9901 {
9902         unsigned long flags;
9903         struct rq *rq;
9904         int cpu;
9905
9906         for_each_possible_cpu(cpu) {
9907                 if (tg->se[cpu])
9908                         remove_entity_load_avg(tg->se[cpu]);
9909
9910                 /*
9911                  * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
9912                  * check on_list without danger of it being re-added.
9913                  */
9914                 if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
9915                         continue;
9916
9917                 rq = cpu_rq(cpu);
9918
9919                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
9920                 list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
9921                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
9922         }
9923 }
9924
9925 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
9926                         struct sched_entity *se, int cpu,
9927                         struct sched_entity *parent)
9928 {
9929         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9930
9931         cfs_rq->tg = tg;
9932         cfs_rq->rq = rq;
9933         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
9934
9935         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
9936         tg->se[cpu] = se;
9937
9938         /* se could be NULL for root_task_group */
9939         if (!se)
9940                 return;
9941
9942         if (!parent) {
9943                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
9944                 se->depth = 0;
9945         } else {
9946                 se->cfs_rq = parent->my_q;
9947                 se->depth = parent->depth + 1;
9948         }
9949
9950         se->my_q = cfs_rq;
9951         /* guarantee group entities always have weight */
9952         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
9953         se->parent = parent;
9954 }
9955
9956 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
9957
9958 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
9959 {
9960         int i;
9961
9962         /*
9963          * We can't change the weight of the root cgroup.
9964          */
9965         if (!tg->se[0])
9966                 return -EINVAL;
9967
9968         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
9969
9970         mutex_lock(&shares_mutex);
9971         if (tg->shares == shares)
9972                 goto done;
9973
9974         tg->shares = shares;
9975         for_each_possible_cpu(i) {
9976                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
9977                 struct sched_entity *se = tg->se[i];
9978                 struct rq_flags rf;
9979
9980                 /* Propagate contribution to hierarchy */
9981                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9982                 update_rq_clock(rq);
9983                 for_each_sched_entity(se) {
9984                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, UPDATE_TG);
9985                         update_cfs_group(se);
9986                 }
9987                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9988         }
9989
9990 done:
9991         mutex_unlock(&shares_mutex);
9992         return 0;
9993 }
9994 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9995
9996 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
9997
9998 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
9999 {
10000         return 1;
10001 }
10002
10003 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
10004
10005 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
10006
10007 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
10008
10009
10010 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
10011 {
10012         struct sched_entity *se = &task->se;
10013         unsigned int rr_interval = 0;
10014
10015         /*
10016          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
10017          * idle runqueue:
10018          */
10019         if (rq->cfs.load.weight)
10020                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
10021
10022         return rr_interval;
10023 }
10024
10025 /*
10026  * All the scheduling class methods:
10027  */
10028 const struct sched_class fair_sched_class = {
10029         .next                   = &idle_sched_class,
10030         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
10031         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
10032         .yield_task             = yield_task_fair,
10033         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
10034
10035         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
10036
10037         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
10038         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
10039
10040 #ifdef CONFIG_SMP
10041         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
10042         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
10043
10044         .rq_online              = rq_online_fair,
10045         .rq_offline             = rq_offline_fair,
10046
10047         .task_dead              = task_dead_fair,
10048         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_common,
10049 #endif
10050
10051         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
10052         .task_tick              = task_tick_fair,
10053         .task_fork              = task_fork_fair,
10054
10055         .prio_changed           = prio_changed_fair,
10056         .switched_from          = switched_from_fair,
10057         .switched_to            = switched_to_fair,
10058
10059         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
10060
10061         .update_curr            = update_curr_fair,
10062
10063 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10064         .task_change_group      = task_change_group_fair,
10065 #endif
10066 };
10067
10068 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
10069 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
10070 {
10071         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
10072
10073         rcu_read_lock();
10074         for_each_leaf_cfs_rq_safe(cpu_rq(cpu), cfs_rq, pos)
10075                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
10076         rcu_read_unlock();
10077 }
10078
10079 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
10080 void show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m)
10081 {
10082         int node;
10083         unsigned long tsf = 0, tpf = 0, gsf = 0, gpf = 0;
10084
10085         for_each_online_node(node) {
10086                 if (p->numa_faults) {
10087                         tsf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
10088                         tpf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
10089                 }
10090                 if (p->numa_group) {
10091                         gsf = p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)],
10092                         gpf = p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
10093                 }
10094                 print_numa_stats(m, node, tsf, tpf, gsf, gpf);
10095         }
10096 }
10097 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
10098 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
10099
10100 __init void init_sched_fair_class(void)
10101 {
10102 #ifdef CONFIG_SMP
10103         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
10104
10105 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
10106         nohz.next_balance = jiffies;
10107         nohz.next_blocked = jiffies;
10108         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
10109 #endif
10110 #endif /* SMP */
10111
10112 }