Merge tag 'nfsd-4.19-1' of git://linux-nfs.org/~bfields/linux
[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  *
3366  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3367  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3368  */
3369 static void attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3370 {
3371         u32 divider = LOAD_AVG_MAX - 1024 + cfs_rq->avg.period_contrib;
3372
3373         /*
3374          * When we attach the @se to the @cfs_rq, we must align the decay
3375          * window because without that, really weird and wonderful things can
3376          * happen.
3377          *
3378          * XXX illustrate
3379          */
3380         se->avg.last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
3381         se->avg.period_contrib = cfs_rq->avg.period_contrib;
3382
3383         /*
3384          * Hell(o) Nasty stuff.. we need to recompute _sum based on the new
3385          * period_contrib. This isn't strictly correct, but since we're
3386          * entirely outside of the PELT hierarchy, nobody cares if we truncate
3387          * _sum a little.
3388          */
3389         se->avg.util_sum = se->avg.util_avg * divider;
3390
3391         se->avg.load_sum = divider;
3392         if (se_weight(se)) {
3393                 se->avg.load_sum =
3394                         div_u64(se->avg.load_avg * se->avg.load_sum, se_weight(se));
3395         }
3396
3397         se->avg.runnable_load_sum = se->avg.load_sum;
3398
3399         enqueue_load_avg(cfs_rq, se);
3400         cfs_rq->avg.util_avg += se->avg.util_avg;
3401         cfs_rq->avg.util_sum += se->avg.util_sum;
3402
3403         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, se->avg.load_sum);
3404
3405         cfs_rq_util_change(cfs_rq, flags);
3406 }
3407
3408 /**
3409  * detach_entity_load_avg - detach this entity from its cfs_rq load avg
3410  * @cfs_rq: cfs_rq to detach from
3411  * @se: sched_entity to detach
3412  *
3413  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3414  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3415  */
3416 static void detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3417 {
3418         dequeue_load_avg(cfs_rq, se);
3419         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, se->avg.util_avg);
3420         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_sum, se->avg.util_sum);
3421
3422         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, -se->avg.load_sum);
3423
3424         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3425 }
3426
3427 /*
3428  * Optional action to be done while updating the load average
3429  */
3430 #define UPDATE_TG       0x1
3431 #define SKIP_AGE_LOAD   0x2
3432 #define DO_ATTACH       0x4
3433
3434 /* Update task and its cfs_rq load average */
3435 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3436 {
3437         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
3438         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3439         int cpu = cpu_of(rq);
3440         int decayed;
3441
3442         /*
3443          * Track task load average for carrying it to new CPU after migrated, and
3444          * track group sched_entity load average for task_h_load calc in migration
3445          */
3446         if (se->avg.last_update_time && !(flags & SKIP_AGE_LOAD))
3447                 __update_load_avg_se(now, cpu, cfs_rq, se);
3448
3449         decayed  = update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
3450         decayed |= propagate_entity_load_avg(se);
3451
3452         if (!se->avg.last_update_time && (flags & DO_ATTACH)) {
3453
3454                 /*
3455                  * DO_ATTACH means we're here from enqueue_entity().
3456                  * !last_update_time means we've passed through
3457                  * migrate_task_rq_fair() indicating we migrated.
3458                  *
3459                  * IOW we're enqueueing a task on a new CPU.
3460                  */
3461                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se, SCHED_CPUFREQ_MIGRATION);
3462                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
3463
3464         } else if (decayed && (flags & UPDATE_TG))
3465                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
3466 }
3467
3468 #ifndef CONFIG_64BIT
3469 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3470 {
3471         u64 last_update_time_copy;
3472         u64 last_update_time;
3473
3474         do {
3475                 last_update_time_copy = cfs_rq->load_last_update_time_copy;
3476                 smp_rmb();
3477                 last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
3478         } while (last_update_time != last_update_time_copy);
3479
3480         return last_update_time;
3481 }
3482 #else
3483 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3484 {
3485         return cfs_rq->avg.last_update_time;
3486 }
3487 #endif
3488
3489 /*
3490  * Synchronize entity load avg of dequeued entity without locking
3491  * the previous rq.
3492  */
3493 void sync_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3494 {
3495         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3496         u64 last_update_time;
3497
3498         last_update_time = cfs_rq_last_update_time(cfs_rq);
3499         __update_load_avg_blocked_se(last_update_time, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), se);
3500 }
3501
3502 /*
3503  * Task first catches up with cfs_rq, and then subtract
3504  * itself from the cfs_rq (task must be off the queue now).
3505  */
3506 void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3507 {
3508         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3509         unsigned long flags;
3510
3511         /*
3512          * tasks cannot exit without having gone through wake_up_new_task() ->
3513          * post_init_entity_util_avg() which will have added things to the
3514          * cfs_rq, so we can remove unconditionally.
3515          *
3516          * Similarly for groups, they will have passed through
3517          * post_init_entity_util_avg() before unregister_sched_fair_group()
3518          * calls this.
3519          */
3520
3521         sync_entity_load_avg(se);
3522
3523         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_rq->removed.lock, flags);
3524         ++cfs_rq->removed.nr;
3525         cfs_rq->removed.util_avg        += se->avg.util_avg;
3526         cfs_rq->removed.load_avg        += se->avg.load_avg;
3527         cfs_rq->removed.runnable_sum    += se->avg.load_sum; /* == runnable_sum */
3528         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_rq->removed.lock, flags);
3529 }
3530
3531 static inline unsigned long cfs_rq_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3532 {
3533         return cfs_rq->avg.runnable_load_avg;
3534 }
3535
3536 static inline unsigned long cfs_rq_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3537 {
3538         return cfs_rq->avg.load_avg;
3539 }
3540
3541 static int idle_balance(struct rq *this_rq, struct rq_flags *rf);
3542
3543 static inline unsigned long task_util(struct task_struct *p)
3544 {
3545         return READ_ONCE(p->se.avg.util_avg);
3546 }
3547
3548 static inline unsigned long _task_util_est(struct task_struct *p)
3549 {
3550         struct util_est ue = READ_ONCE(p->se.avg.util_est);
3551
3552         return max(ue.ewma, ue.enqueued);
3553 }
3554
3555 static inline unsigned long task_util_est(struct task_struct *p)
3556 {
3557         return max(task_util(p), _task_util_est(p));
3558 }
3559
3560 static inline void util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq,
3561                                     struct task_struct *p)
3562 {
3563         unsigned int enqueued;
3564
3565         if (!sched_feat(UTIL_EST))
3566                 return;
3567
3568         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
3569         enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
3570         enqueued += (_task_util_est(p) | UTIL_AVG_UNCHANGED);
3571         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, enqueued);
3572 }
3573
3574 /*
3575  * Check if a (signed) value is within a specified (unsigned) margin,
3576  * based on the observation that:
3577  *
3578  *     abs(x) < y := (unsigned)(x + y - 1) < (2 * y - 1)
3579  *
3580  * NOTE: this only works when value + maring < INT_MAX.
3581  */
3582 static inline bool within_margin(int value, int margin)
3583 {
3584         return ((unsigned int)(value + margin - 1) < (2 * margin - 1));
3585 }
3586
3587 static void
3588 util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p, bool task_sleep)
3589 {
3590         long last_ewma_diff;
3591         struct util_est ue;
3592
3593         if (!sched_feat(UTIL_EST))
3594                 return;
3595
3596         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
3597         ue.enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
3598         ue.enqueued -= min_t(unsigned int, ue.enqueued,
3599                              (_task_util_est(p) | UTIL_AVG_UNCHANGED));
3600         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, ue.enqueued);
3601
3602         /*
3603          * Skip update of task's estimated utilization when the task has not
3604          * yet completed an activation, e.g. being migrated.
3605          */
3606         if (!task_sleep)
3607                 return;
3608
3609         /*
3610          * If the PELT values haven't changed since enqueue time,
3611          * skip the util_est update.
3612          */
3613         ue = p->se.avg.util_est;
3614         if (ue.enqueued & UTIL_AVG_UNCHANGED)
3615                 return;
3616
3617         /*
3618          * Skip update of task's estimated utilization when its EWMA is
3619          * already ~1% close to its last activation value.
3620          */
3621         ue.enqueued = (task_util(p) | UTIL_AVG_UNCHANGED);
3622         last_ewma_diff = ue.enqueued - ue.ewma;
3623         if (within_margin(last_ewma_diff, (SCHED_CAPACITY_SCALE / 100)))
3624                 return;
3625
3626         /*
3627          * Update Task's estimated utilization
3628          *
3629          * When *p completes an activation we can consolidate another sample
3630          * of the task size. This is done by storing the current PELT value
3631          * as ue.enqueued and by using this value to update the Exponential
3632          * Weighted Moving Average (EWMA):
3633          *
3634          *  ewma(t) = w *  task_util(p) + (1-w) * ewma(t-1)
3635          *          = w *  task_util(p) +         ewma(t-1)  - w * ewma(t-1)
3636          *          = w * (task_util(p) -         ewma(t-1)) +     ewma(t-1)
3637          *          = w * (      last_ewma_diff            ) +     ewma(t-1)
3638          *          = w * (last_ewma_diff  +  ewma(t-1) / w)
3639          *
3640          * Where 'w' is the weight of new samples, which is configured to be
3641          * 0.25, thus making w=1/4 ( >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT)
3642          */
3643         ue.ewma <<= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
3644         ue.ewma  += last_ewma_diff;
3645         ue.ewma >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
3646         WRITE_ONCE(p->se.avg.util_est, ue);
3647 }
3648
3649 #else /* CONFIG_SMP */
3650
3651 #define UPDATE_TG       0x0
3652 #define SKIP_AGE_LOAD   0x0
3653 #define DO_ATTACH       0x0
3654
3655 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int not_used1)
3656 {
3657         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3658 }
3659
3660 static inline void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se) {}
3661
3662 static inline void
3663 attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags) {}
3664 static inline void
3665 detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
3666
3667 static inline int idle_balance(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
3668 {
3669         return 0;
3670 }
3671
3672 static inline void
3673 util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p) {}
3674
3675 static inline void
3676 util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p,
3677                  bool task_sleep) {}
3678
3679 #endif /* CONFIG_SMP */
3680
3681 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3682 {
3683 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3684         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
3685
3686         if (d < 0)
3687                 d = -d;
3688
3689         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
3690                 schedstat_inc(cfs_rq->nr_spread_over);
3691 #endif
3692 }
3693
3694 static void
3695 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
3696 {
3697         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3698
3699         /*
3700          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
3701          * however the extra weight of the new task will slow them down a
3702          * little, place the new task so that it fits in the slot that
3703          * stays open at the end.
3704          */
3705         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
3706                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
3707
3708         /* sleeps up to a single latency don't count. */
3709         if (!initial) {
3710                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
3711
3712                 /*
3713                  * Halve their sleep time's effect, to allow
3714                  * for a gentler effect of sleepers:
3715                  */
3716                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
3717                         thresh >>= 1;
3718
3719                 vruntime -= thresh;
3720         }
3721
3722         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
3723         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
3724 }
3725
3726 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
3727
3728 static inline void check_schedstat_required(void)
3729 {
3730 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3731         if (schedstat_enabled())
3732                 return;
3733
3734         /* Force schedstat enabled if a dependent tracepoint is active */
3735         if (trace_sched_stat_wait_enabled()    ||
3736                         trace_sched_stat_sleep_enabled()   ||
3737                         trace_sched_stat_iowait_enabled()  ||
3738                         trace_sched_stat_blocked_enabled() ||
3739                         trace_sched_stat_runtime_enabled())  {
3740                 printk_deferred_once("Scheduler tracepoints stat_sleep, stat_iowait, "
3741                              "stat_blocked and stat_runtime require the "
3742                              "kernel parameter schedstats=enable or "
3743                              "kernel.sched_schedstats=1\n");
3744         }
3745 #endif
3746 }
3747
3748
3749 /*
3750  * MIGRATION
3751  *
3752  *      dequeue
3753  *        update_curr()
3754  *          update_min_vruntime()
3755  *        vruntime -= min_vruntime
3756  *
3757  *      enqueue
3758  *        update_curr()
3759  *          update_min_vruntime()
3760  *        vruntime += min_vruntime
3761  *
3762  * this way the vruntime transition between RQs is done when both
3763  * min_vruntime are up-to-date.
3764  *
3765  * WAKEUP (remote)
3766  *
3767  *      ->migrate_task_rq_fair() (p->state == TASK_WAKING)
3768  *        vruntime -= min_vruntime
3769  *
3770  *      enqueue
3771  *        update_curr()
3772  *          update_min_vruntime()
3773  *        vruntime += min_vruntime
3774  *
3775  * this way we don't have the most up-to-date min_vruntime on the originating
3776  * CPU and an up-to-date min_vruntime on the destination CPU.
3777  */
3778
3779 static void
3780 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3781 {
3782         bool renorm = !(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_MIGRATED);
3783         bool curr = cfs_rq->curr == se;
3784
3785         /*
3786          * If we're the current task, we must renormalise before calling
3787          * update_curr().
3788          */
3789         if (renorm && curr)
3790                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
3791
3792         update_curr(cfs_rq);
3793
3794         /*
3795          * Otherwise, renormalise after, such that we're placed at the current
3796          * moment in time, instead of some random moment in the past. Being
3797          * placed in the past could significantly boost this task to the
3798          * fairness detriment of existing tasks.
3799          */
3800         if (renorm && !curr)
3801                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
3802
3803         /*
3804          * When enqueuing a sched_entity, we must:
3805          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
3806          *   - Add its load to cfs_rq->runnable_avg
3807          *   - For group_entity, update its weight to reflect the new share of
3808          *     its group cfs_rq
3809          *   - Add its new weight to cfs_rq->load.weight
3810          */
3811         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG | DO_ATTACH);
3812         update_cfs_group(se);
3813         enqueue_runnable_load_avg(cfs_rq, se);
3814         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
3815
3816         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
3817                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
3818
3819         check_schedstat_required();
3820         update_stats_enqueue(cfs_rq, se, flags);
3821         check_spread(cfs_rq, se);
3822         if (!curr)
3823                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
3824         se->on_rq = 1;
3825
3826         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
3827                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
3828                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
3829         }
3830 }
3831
3832 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
3833 {
3834         for_each_sched_entity(se) {
3835                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3836                 if (cfs_rq->last != se)
3837                         break;
3838
3839                 cfs_rq->last = NULL;
3840         }
3841 }
3842
3843 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
3844 {
3845         for_each_sched_entity(se) {
3846                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3847                 if (cfs_rq->next != se)
3848                         break;
3849
3850                 cfs_rq->next = NULL;
3851         }
3852 }
3853
3854 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
3855 {
3856         for_each_sched_entity(se) {
3857                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3858                 if (cfs_rq->skip != se)
3859                         break;
3860
3861                 cfs_rq->skip = NULL;
3862         }
3863 }
3864
3865 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3866 {
3867         if (cfs_rq->last == se)
3868                 __clear_buddies_last(se);
3869
3870         if (cfs_rq->next == se)
3871                 __clear_buddies_next(se);
3872
3873         if (cfs_rq->skip == se)
3874                 __clear_buddies_skip(se);
3875 }
3876
3877 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3878
3879 static void
3880 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3881 {
3882         /*
3883          * Update run-time statistics of the 'current'.
3884          */
3885         update_curr(cfs_rq);
3886
3887         /*
3888          * When dequeuing a sched_entity, we must:
3889          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
3890          *   - Substract its load from the cfs_rq->runnable_avg.
3891          *   - Substract its previous weight from cfs_rq->load.weight.
3892          *   - For group entity, update its weight to reflect the new share
3893          *     of its group cfs_rq.
3894          */
3895         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
3896         dequeue_runnable_load_avg(cfs_rq, se);
3897
3898         update_stats_dequeue(cfs_rq, se, flags);
3899
3900         clear_buddies(cfs_rq, se);
3901
3902         if (se != cfs_rq->curr)
3903                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3904         se->on_rq = 0;
3905         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
3906
3907         /*
3908          * Normalize after update_curr(); which will also have moved
3909          * min_vruntime if @se is the one holding it back. But before doing
3910          * update_min_vruntime() again, which will discount @se's position and
3911          * can move min_vruntime forward still more.
3912          */
3913         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
3914                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
3915
3916         /* return excess runtime on last dequeue */
3917         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3918
3919         update_cfs_group(se);
3920
3921         /*
3922          * Now advance min_vruntime if @se was the entity holding it back,
3923          * except when: DEQUEUE_SAVE && !DEQUEUE_MOVE, in this case we'll be
3924          * put back on, and if we advance min_vruntime, we'll be placed back
3925          * further than we started -- ie. we'll be penalized.
3926          */
3927         if ((flags & (DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE)) == DEQUEUE_SAVE)
3928                 update_min_vruntime(cfs_rq);
3929 }
3930
3931 /*
3932  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
3933  */
3934 static void
3935 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
3936 {
3937         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
3938         struct sched_entity *se;
3939         s64 delta;
3940
3941         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
3942         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
3943         if (delta_exec > ideal_runtime) {
3944                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3945                 /*
3946                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
3947                  * re-elected due to buddy favours.
3948                  */
3949                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
3950                 return;
3951         }
3952
3953         /*
3954          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
3955          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
3956          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
3957          */
3958         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
3959                 return;
3960
3961         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
3962         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
3963
3964         if (delta < 0)
3965                 return;
3966
3967         if (delta > ideal_runtime)
3968                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3969 }
3970
3971 static void
3972 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3973 {
3974         /* 'current' is not kept within the tree. */
3975         if (se->on_rq) {
3976                 /*
3977                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
3978                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
3979                  * runqueue.
3980                  */
3981                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
3982                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3983                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
3984         }
3985
3986         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
3987         cfs_rq->curr = se;
3988
3989         /*
3990          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
3991          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
3992          * when there are only lesser-weight tasks around):
3993          */
3994         if (schedstat_enabled() && rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
3995                 schedstat_set(se->statistics.slice_max,
3996                         max((u64)schedstat_val(se->statistics.slice_max),
3997                             se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime));
3998         }
3999
4000         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
4001 }
4002
4003 static int
4004 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
4005
4006 /*
4007  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
4008  * 1) keep things fair between processes/task groups
4009  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
4010  * 3) pick the "last" process, for cache locality
4011  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
4012  */
4013 static struct sched_entity *
4014 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
4015 {
4016         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
4017         struct sched_entity *se;
4018
4019         /*
4020          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
4021          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
4022          */
4023         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
4024                 left = curr;
4025
4026         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
4027
4028         /*
4029          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
4030          * be done without getting too unfair.
4031          */
4032         if (cfs_rq->skip == se) {
4033                 struct sched_entity *second;
4034
4035                 if (se == curr) {
4036                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
4037                 } else {
4038                         second = __pick_next_entity(se);
4039                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
4040                                 second = curr;
4041                 }
4042
4043                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
4044                         se = second;
4045         }
4046
4047         /*
4048          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
4049          */
4050         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
4051                 se = cfs_rq->last;
4052
4053         /*
4054          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
4055          */
4056         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
4057                 se = cfs_rq->next;
4058
4059         clear_buddies(cfs_rq, se);
4060
4061         return se;
4062 }
4063
4064 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
4065
4066 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
4067 {
4068         /*
4069          * If still on the runqueue then deactivate_task()
4070          * was not called and update_curr() has to be done:
4071          */
4072         if (prev->on_rq)
4073                 update_curr(cfs_rq);
4074
4075         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
4076         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4077
4078         check_spread(cfs_rq, prev);
4079
4080         if (prev->on_rq) {
4081                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
4082                 /* Put 'current' back into the tree. */
4083                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
4084                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
4085                 update_load_avg(cfs_rq, prev, 0);
4086         }
4087         cfs_rq->curr = NULL;
4088 }
4089
4090 static void
4091 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
4092 {
4093         /*
4094          * Update run-time statistics of the 'current'.
4095          */
4096         update_curr(cfs_rq);
4097
4098         /*
4099          * Ensure that runnable average is periodically updated.
4100          */
4101         update_load_avg(cfs_rq, curr, UPDATE_TG);
4102         update_cfs_group(curr);
4103
4104 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
4105         /*
4106          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
4107          * validating it and just reschedule.
4108          */
4109         if (queued) {
4110                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4111                 return;
4112         }
4113         /*
4114          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
4115          */
4116         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
4117                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
4118                 return;
4119 #endif
4120
4121         if (cfs_rq->nr_running > 1)
4122                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
4123 }
4124
4125
4126 /**************************************************
4127  * CFS bandwidth control machinery
4128  */
4129
4130 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
4131
4132 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
4133 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
4134
4135 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
4136 {
4137         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
4138 }
4139
4140 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
4141 {
4142         static_key_slow_inc_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
4143 }
4144
4145 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
4146 {
4147         static_key_slow_dec_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
4148 }
4149 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
4150 static bool cfs_bandwidth_used(void)
4151 {
4152         return true;
4153 }
4154
4155 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
4156 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
4157 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
4158
4159 /*
4160  * default period for cfs group bandwidth.
4161  * default: 0.1s, units: nanoseconds
4162  */
4163 static inline u64 default_cfs_period(void)
4164 {
4165         return 100000000ULL;
4166 }
4167
4168 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
4169 {
4170         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
4171 }
4172
4173 /*
4174  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
4175  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
4176  * additional synchronization around rq->lock.
4177  *
4178  * requires cfs_b->lock
4179  */
4180 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4181 {
4182         u64 now;
4183
4184         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4185                 return;
4186
4187         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
4188         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
4189         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
4190         cfs_b->expires_seq++;
4191 }
4192
4193 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
4194 {
4195         return &tg->cfs_bandwidth;
4196 }
4197
4198 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
4199 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
4200 {
4201         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
4202                 return cfs_rq->throttled_clock_task - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
4203
4204         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
4205 }
4206
4207 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
4208 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4209 {
4210         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
4211         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
4212         u64 amount = 0, min_amount, expires;
4213         int expires_seq;
4214
4215         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
4216         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
4217
4218         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4219         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4220                 amount = min_amount;
4221         else {
4222                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
4223
4224                 if (cfs_b->runtime > 0) {
4225                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
4226                         cfs_b->runtime -= amount;
4227                         cfs_b->idle = 0;
4228                 }
4229         }
4230         expires_seq = cfs_b->expires_seq;
4231         expires = cfs_b->runtime_expires;
4232         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4233
4234         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
4235         /*
4236          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
4237          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
4238          * issued.
4239          */
4240         if (cfs_rq->expires_seq != expires_seq) {
4241                 cfs_rq->expires_seq = expires_seq;
4242                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
4243         }
4244
4245         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
4246 }
4247
4248 /*
4249  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
4250  * fact that rq->clock snapshots this value.
4251  */
4252 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4253 {
4254         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4255
4256         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
4257         if (likely((s64)(rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
4258                 return;
4259
4260         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
4261                 return;
4262
4263         /*
4264          * If the local deadline has passed we have to consider the
4265          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
4266          * has not truly expired.
4267          *
4268          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
4269          * whether the global deadline(cfs_b->expires_seq) has advanced.
4270          */
4271         if (cfs_rq->expires_seq == cfs_b->expires_seq) {
4272                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
4273                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
4274         } else {
4275                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
4276                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
4277         }
4278 }
4279
4280 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
4281 {
4282         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
4283         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
4284         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4285
4286         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
4287                 return;
4288
4289         /*
4290          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
4291          * hierarchy can be throttled
4292          */
4293         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
4294                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4295 }
4296
4297 static __always_inline
4298 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
4299 {
4300         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
4301                 return;
4302
4303         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
4304 }
4305
4306 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
4307 {
4308         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
4309 }
4310
4311 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
4312 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
4313 {
4314         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
4315 }
4316
4317 /*
4318  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
4319  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
4320  * load-balance operations.
4321  */
4322 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
4323                                     int src_cpu, int dest_cpu)
4324 {
4325         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
4326
4327         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
4328         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
4329
4330         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
4331                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
4332 }
4333
4334 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
4335 {
4336         struct rq *rq = data;
4337         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4338
4339         cfs_rq->throttle_count--;
4340         if (!cfs_rq->throttle_count) {
4341                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
4342                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
4343                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
4344         }
4345
4346         return 0;
4347 }
4348
4349 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
4350 {
4351         struct rq *rq = data;
4352         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4353
4354         /* group is entering throttled state, stop time */
4355         if (!cfs_rq->throttle_count)
4356                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
4357         cfs_rq->throttle_count++;
4358
4359         return 0;
4360 }
4361
4362 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
4363 {
4364         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4365         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4366         struct sched_entity *se;
4367         long task_delta, dequeue = 1;
4368         bool empty;
4369
4370         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
4371
4372         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
4373         rcu_read_lock();
4374         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
4375         rcu_read_unlock();
4376
4377         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4378         for_each_sched_entity(se) {
4379                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
4380                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
4381                 if (!se->on_rq)
4382                         break;
4383
4384                 if (dequeue)
4385                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
4386                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
4387
4388                 if (qcfs_rq->load.weight)
4389                         dequeue = 0;
4390         }
4391
4392         if (!se)
4393                 sub_nr_running(rq, task_delta);
4394
4395         cfs_rq->throttled = 1;
4396         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
4397         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4398         empty = list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4399
4400         /*
4401          * Add to the _head_ of the list, so that an already-started
4402          * distribute_cfs_runtime will not see us
4403          */
4404         list_add_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
4405
4406         /*
4407          * If we're the first throttled task, make sure the bandwidth
4408          * timer is running.
4409          */
4410         if (empty)
4411                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
4412
4413         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4414 }
4415
4416 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
4417 {
4418         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4419         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4420         struct sched_entity *se;
4421         int enqueue = 1;
4422         long task_delta;
4423
4424         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
4425
4426         cfs_rq->throttled = 0;
4427
4428         update_rq_clock(rq);
4429
4430         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4431         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
4432         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
4433         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4434
4435         /* update hierarchical throttle state */
4436         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
4437
4438         if (!cfs_rq->load.weight)
4439                 return;
4440
4441         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4442         for_each_sched_entity(se) {
4443                 if (se->on_rq)
4444                         enqueue = 0;
4445
4446                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4447                 if (enqueue)
4448                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
4449                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
4450
4451                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4452                         break;
4453         }
4454
4455         if (!se)
4456                 add_nr_running(rq, task_delta);
4457
4458         /* Determine whether we need to wake up potentially idle CPU: */
4459         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
4460                 resched_curr(rq);
4461 }
4462
4463 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
4464                 u64 remaining, u64 expires)
4465 {
4466         struct cfs_rq *cfs_rq;
4467         u64 runtime;
4468         u64 starting_runtime = remaining;
4469
4470         rcu_read_lock();
4471         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
4472                                 throttled_list) {
4473                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4474                 struct rq_flags rf;
4475
4476                 rq_lock(rq, &rf);
4477                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4478                         goto next;
4479
4480                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
4481                 if (runtime > remaining)
4482                         runtime = remaining;
4483                 remaining -= runtime;
4484
4485                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
4486                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
4487
4488                 /* we check whether we're throttled above */
4489                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
4490                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
4491
4492 next:
4493                 rq_unlock(rq, &rf);
4494
4495                 if (!remaining)
4496                         break;
4497         }
4498         rcu_read_unlock();
4499
4500         return starting_runtime - remaining;
4501 }
4502
4503 /*
4504  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
4505  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
4506  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
4507  * used to track this state.
4508  */
4509 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
4510 {
4511         u64 runtime, runtime_expires;
4512         int throttled;
4513
4514         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
4515         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4516                 goto out_deactivate;
4517
4518         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4519         cfs_b->nr_periods += overrun;
4520
4521         /*
4522          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
4523          * we're going inactive then everything else can be deferred
4524          */
4525         if (cfs_b->idle && !throttled)
4526                 goto out_deactivate;
4527
4528         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
4529
4530         if (!throttled) {
4531                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
4532                 cfs_b->idle = 1;
4533                 return 0;
4534         }
4535
4536         /* account preceding periods in which throttling occurred */
4537         cfs_b->nr_throttled += overrun;
4538
4539         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
4540
4541         /*
4542          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth while
4543          * we unthrottle. This can potentially race with an unthrottled group
4544          * trying to acquire new bandwidth from the global pool. This can result
4545          * in us over-using our runtime if it is all used during this loop, but
4546          * only by limited amounts in that extreme case.
4547          */
4548         while (throttled && cfs_b->runtime > 0) {
4549                 runtime = cfs_b->runtime;
4550                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4551                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
4552                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
4553                                                  runtime_expires);
4554                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4555
4556                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4557
4558                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
4559         }
4560
4561         /*
4562          * While we are ensured activity in the period following an
4563          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
4564          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
4565          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
4566          */
4567         cfs_b->idle = 0;
4568
4569         return 0;
4570
4571 out_deactivate:
4572         return 1;
4573 }
4574
4575 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
4576 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
4577 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
4578 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
4579 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
4580 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
4581
4582 /*
4583  * Are we near the end of the current quota period?
4584  *
4585  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
4586  * hrtimer base being cleared by hrtimer_start. In the case of
4587  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
4588  */
4589 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
4590 {
4591         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
4592         u64 remaining;
4593
4594         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
4595         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
4596                 return 1;
4597
4598         /* is a quota refresh about to occur? */
4599         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
4600         if (remaining < min_expire)
4601                 return 1;
4602
4603         return 0;
4604 }
4605
4606 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4607 {
4608         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
4609
4610         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
4611         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
4612                 return;
4613
4614         hrtimer_start(&cfs_b->slack_timer,
4615                         ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period),
4616                         HRTIMER_MODE_REL);
4617 }
4618
4619 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
4620 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4621 {
4622         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4623         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
4624
4625         if (slack_runtime <= 0)
4626                 return;
4627
4628         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4629         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
4630             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
4631                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
4632
4633                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
4634                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
4635                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
4636                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
4637         }
4638         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4639
4640         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
4641         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
4642 }
4643
4644 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4645 {
4646         if (!cfs_bandwidth_used())
4647                 return;
4648
4649         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
4650                 return;
4651
4652         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4653 }
4654
4655 /*
4656  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
4657  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
4658  */
4659 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4660 {
4661         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
4662         u64 expires;
4663
4664         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
4665         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4666         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
4667                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4668                 return;
4669         }
4670
4671         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice)
4672                 runtime = cfs_b->runtime;
4673
4674         expires = cfs_b->runtime_expires;
4675         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4676
4677         if (!runtime)
4678                 return;
4679
4680         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
4681
4682         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4683         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
4684                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
4685         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4686 }
4687
4688 /*
4689  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
4690  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
4691  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
4692  */
4693 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
4694 {
4695         if (!cfs_bandwidth_used())
4696                 return;
4697
4698         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
4699         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
4700                 return;
4701
4702         /* ensure the group is not already throttled */
4703         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4704                 return;
4705
4706         /* update runtime allocation */
4707         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
4708         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
4709                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
4710 }
4711
4712 static void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu)
4713 {
4714         struct cfs_rq *pcfs_rq, *cfs_rq;
4715
4716         if (!cfs_bandwidth_used())
4717                 return;
4718
4719         if (!tg->parent)
4720                 return;
4721
4722         cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
4723         pcfs_rq = tg->parent->cfs_rq[cpu];
4724
4725         cfs_rq->throttle_count = pcfs_rq->throttle_count;
4726         cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(cpu_rq(cpu));
4727 }
4728
4729 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
4730 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4731 {
4732         if (!cfs_bandwidth_used())
4733                 return false;
4734
4735         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
4736                 return false;
4737
4738         /*
4739          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
4740          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
4741          */
4742         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4743                 return true;
4744
4745         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
4746         return true;
4747 }
4748
4749 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
4750 {
4751         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
4752                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
4753
4754         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
4755
4756         return HRTIMER_NORESTART;
4757 }
4758
4759 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
4760 {
4761         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
4762                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
4763         int overrun;
4764         int idle = 0;
4765
4766         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4767         for (;;) {
4768                 overrun = hrtimer_forward_now(timer, cfs_b->period);
4769                 if (!overrun)
4770                         break;
4771
4772                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
4773         }
4774         if (idle)
4775                 cfs_b->period_active = 0;
4776         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4777
4778         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
4779 }
4780
4781 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4782 {
4783         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
4784         cfs_b->runtime = 0;
4785         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
4786         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
4787
4788         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4789         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
4790         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
4791         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
4792         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
4793 }
4794
4795 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4796 {
4797         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
4798         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
4799 }
4800
4801 void start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4802 {
4803         u64 overrun;
4804
4805         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
4806
4807         if (cfs_b->period_active)
4808                 return;
4809
4810         cfs_b->period_active = 1;
4811         overrun = hrtimer_forward_now(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
4812         cfs_b->runtime_expires += (overrun + 1) * ktime_to_ns(cfs_b->period);
4813         cfs_b->expires_seq++;
4814         hrtimer_start_expires(&cfs_b->period_timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
4815 }
4816
4817 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4818 {
4819         /* init_cfs_bandwidth() was not called */
4820         if (!cfs_b->throttled_cfs_rq.next)
4821                 return;
4822
4823         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
4824         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
4825 }
4826
4827 /*
4828  * Both these CPU hotplug callbacks race against unregister_fair_sched_group()
4829  *
4830  * The race is harmless, since modifying bandwidth settings of unhooked group
4831  * bits doesn't do much.
4832  */
4833
4834 /* cpu online calback */
4835 static void __maybe_unused update_runtime_enabled(struct rq *rq)
4836 {
4837         struct task_group *tg;
4838
4839         lockdep_assert_held(&rq->lock);
4840
4841         rcu_read_lock();
4842         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
4843                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
4844                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4845
4846                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4847                 cfs_rq->runtime_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
4848                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4849         }
4850         rcu_read_unlock();
4851 }
4852
4853 /* cpu offline callback */
4854 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
4855 {
4856         struct task_group *tg;
4857
4858         lockdep_assert_held(&rq->lock);
4859
4860         rcu_read_lock();
4861         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
4862                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4863
4864                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
4865                         continue;
4866
4867                 /*
4868                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
4869                  * there's some valid quota amount
4870                  */
4871                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
4872                 /*
4873                  * Offline rq is schedulable till CPU is completely disabled
4874                  * in take_cpu_down(), so we prevent new cfs throttling here.
4875                  */
4876                 cfs_rq->runtime_enabled = 0;
4877
4878                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4879                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
4880         }
4881         rcu_read_unlock();
4882 }
4883
4884 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
4885 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
4886 {
4887         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
4888 }
4889
4890 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
4891 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
4892 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4893 static inline void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu) {}
4894 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4895
4896 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
4897 {
4898         return 0;
4899 }
4900
4901 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
4902 {
4903         return 0;
4904 }
4905
4906 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
4907                                     int src_cpu, int dest_cpu)
4908 {
4909         return 0;
4910 }
4911
4912 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
4913
4914 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4915 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4916 #endif
4917
4918 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
4919 {
4920         return NULL;
4921 }
4922 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
4923 static inline void update_runtime_enabled(struct rq *rq) {}
4924 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
4925
4926 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
4927
4928 /**************************************************
4929  * CFS operations on tasks:
4930  */
4931
4932 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
4933 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4934 {
4935         struct sched_entity *se = &p->se;
4936         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4937
4938         SCHED_WARN_ON(task_rq(p) != rq);
4939
4940         if (rq->cfs.h_nr_running > 1) {
4941                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
4942                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
4943                 s64 delta = slice - ran;
4944
4945                 if (delta < 0) {
4946                         if (rq->curr == p)
4947                                 resched_curr(rq);
4948                         return;
4949                 }
4950                 hrtick_start(rq, delta);
4951         }
4952 }
4953
4954 /*
4955  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
4956  * current task is from our class and nr_running is low enough
4957  * to matter.
4958  */
4959 static void hrtick_update(struct rq *rq)
4960 {
4961         struct task_struct *curr = rq->curr;
4962
4963         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
4964                 return;
4965
4966         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
4967                 hrtick_start_fair(rq, curr);
4968 }
4969 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
4970 static inline void
4971 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4972 {
4973 }
4974
4975 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
4976 {
4977 }
4978 #endif
4979
4980 /*
4981  * The enqueue_task method is called before nr_running is
4982  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
4983  * then put the task into the rbtree:
4984  */
4985 static void
4986 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
4987 {
4988         struct cfs_rq *cfs_rq;
4989         struct sched_entity *se = &p->se;
4990
4991         /*
4992          * The code below (indirectly) updates schedutil which looks at
4993          * the cfs_rq utilization to select a frequency.
4994          * Let's add the task's estimated utilization to the cfs_rq's
4995          * estimated utilization, before we update schedutil.
4996          */
4997         util_est_enqueue(&rq->cfs, p);
4998
4999         /*
5000          * If in_iowait is set, the code below may not trigger any cpufreq
5001          * utilization updates, so do it here explicitly with the IOWAIT flag
5002          * passed.
5003          */
5004         if (p->in_iowait)
5005                 cpufreq_update_util(rq, SCHED_CPUFREQ_IOWAIT);
5006
5007         for_each_sched_entity(se) {
5008                 if (se->on_rq)
5009                         break;
5010                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5011                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
5012
5013                 /*
5014                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
5015                  *
5016                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
5017                  * post the final h_nr_running increment below.
5018                  */
5019                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5020                         break;
5021                 cfs_rq->h_nr_running++;
5022
5023                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
5024         }
5025
5026         for_each_sched_entity(se) {
5027                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5028                 cfs_rq->h_nr_running++;
5029
5030                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5031                         break;
5032
5033                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
5034                 update_cfs_group(se);
5035         }
5036
5037         if (!se)
5038                 add_nr_running(rq, 1);
5039
5040         hrtick_update(rq);
5041 }
5042
5043 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
5044
5045 /*
5046  * The dequeue_task method is called before nr_running is
5047  * decreased. We remove the task from the rbtree and
5048  * update the fair scheduling stats:
5049  */
5050 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
5051 {
5052         struct cfs_rq *cfs_rq;
5053         struct sched_entity *se = &p->se;
5054         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
5055
5056         for_each_sched_entity(se) {
5057                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5058                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
5059
5060                 /*
5061                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
5062                  *
5063                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
5064                  * post the final h_nr_running decrement below.
5065                 */
5066                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5067                         break;
5068                 cfs_rq->h_nr_running--;
5069
5070                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
5071                 if (cfs_rq->load.weight) {
5072                         /* Avoid re-evaluating load for this entity: */
5073                         se = parent_entity(se);
5074                         /*
5075                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
5076                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
5077                          */
5078                         if (task_sleep && se && !throttled_hierarchy(cfs_rq))
5079                                 set_next_buddy(se);
5080                         break;
5081                 }
5082                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
5083         }
5084
5085         for_each_sched_entity(se) {
5086                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5087                 cfs_rq->h_nr_running--;
5088
5089                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5090                         break;
5091
5092                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
5093                 update_cfs_group(se);
5094         }
5095
5096         if (!se)
5097                 sub_nr_running(rq, 1);
5098
5099         util_est_dequeue(&rq->cfs, p, task_sleep);
5100         hrtick_update(rq);
5101 }
5102
5103 #ifdef CONFIG_SMP
5104
5105 /* Working cpumask for: load_balance, load_balance_newidle. */
5106 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
5107 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
5108
5109 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5110 /*
5111  * per rq 'load' arrray crap; XXX kill this.
5112  */
5113
5114 /*
5115  * The exact cpuload calculated at every tick would be:
5116  *
5117  *   load' = (1 - 1/2^i) * load + (1/2^i) * cur_load
5118  *
5119  * If a CPU misses updates for n ticks (as it was idle) and update gets
5120  * called on the n+1-th tick when CPU may be busy, then we have:
5121  *
5122  *   load_n   = (1 - 1/2^i)^n * load_0
5123  *   load_n+1 = (1 - 1/2^i)   * load_n + (1/2^i) * cur_load
5124  *
5125  * decay_load_missed() below does efficient calculation of
5126  *
5127  *   load' = (1 - 1/2^i)^n * load
5128  *
5129  * Because x^(n+m) := x^n * x^m we can decompose any x^n in power-of-2 factors.
5130  * This allows us to precompute the above in said factors, thereby allowing the
5131  * reduction of an arbitrary n in O(log_2 n) steps. (See also
5132  * fixed_power_int())
5133  *
5134  * The calculation is approximated on a 128 point scale.
5135  */
5136 #define DEGRADE_SHIFT           7
5137
5138 static const u8 degrade_zero_ticks[CPU_LOAD_IDX_MAX] = {0, 8, 32, 64, 128};
5139 static const u8 degrade_factor[CPU_LOAD_IDX_MAX][DEGRADE_SHIFT + 1] = {
5140         {   0,   0,  0,  0,  0,  0, 0, 0 },
5141         {  64,  32,  8,  0,  0,  0, 0, 0 },
5142         {  96,  72, 40, 12,  1,  0, 0, 0 },
5143         { 112,  98, 75, 43, 15,  1, 0, 0 },
5144         { 120, 112, 98, 76, 45, 16, 2, 0 }
5145 };
5146
5147 /*
5148  * Update cpu_load for any missed ticks, due to tickless idle. The backlog
5149  * would be when CPU is idle and so we just decay the old load without
5150  * adding any new load.
5151  */
5152 static unsigned long
5153 decay_load_missed(unsigned long load, unsigned long missed_updates, int idx)
5154 {
5155         int j = 0;
5156
5157         if (!missed_updates)
5158                 return load;
5159
5160         if (missed_updates >= degrade_zero_ticks[idx])
5161                 return 0;
5162
5163         if (idx == 1)
5164                 return load >> missed_updates;
5165
5166         while (missed_updates) {
5167                 if (missed_updates % 2)
5168                         load = (load * degrade_factor[idx][j]) >> DEGRADE_SHIFT;
5169
5170                 missed_updates >>= 1;
5171                 j++;
5172         }
5173         return load;
5174 }
5175
5176 static struct {
5177         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
5178         atomic_t nr_cpus;
5179         int has_blocked;                /* Idle CPUS has blocked load */
5180         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
5181         unsigned long next_blocked;     /* Next update of blocked load in jiffies */
5182 } nohz ____cacheline_aligned;
5183
5184 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
5185
5186 /**
5187  * __cpu_load_update - update the rq->cpu_load[] statistics
5188  * @this_rq: The rq to update statistics for
5189  * @this_load: The current load
5190  * @pending_updates: The number of missed updates
5191  *
5192  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
5193  * scheduler tick (TICK_NSEC).
5194  *
5195  * This function computes a decaying average:
5196  *
5197  *   load[i]' = (1 - 1/2^i) * load[i] + (1/2^i) * load
5198  *
5199  * Because of NOHZ it might not get called on every tick which gives need for
5200  * the @pending_updates argument.
5201  *
5202  *   load[i]_n = (1 - 1/2^i) * load[i]_n-1 + (1/2^i) * load_n-1
5203  *             = A * load[i]_n-1 + B ; A := (1 - 1/2^i), B := (1/2^i) * load
5204  *             = A * (A * load[i]_n-2 + B) + B
5205  *             = A * (A * (A * load[i]_n-3 + B) + B) + B
5206  *             = A^3 * load[i]_n-3 + (A^2 + A + 1) * B
5207  *             = A^n * load[i]_0 + (A^(n-1) + A^(n-2) + ... + 1) * B
5208  *             = A^n * load[i]_0 + ((1 - A^n) / (1 - A)) * B
5209  *             = (1 - 1/2^i)^n * (load[i]_0 - load) + load
5210  *
5211  * In the above we've assumed load_n := load, which is true for NOHZ_FULL as
5212  * any change in load would have resulted in the tick being turned back on.
5213  *
5214  * For regular NOHZ, this reduces to:
5215  *
5216  *   load[i]_n = (1 - 1/2^i)^n * load[i]_0
5217  *
5218  * see decay_load_misses(). For NOHZ_FULL we get to subtract and add the extra
5219  * term.
5220  */
5221 static void cpu_load_update(struct rq *this_rq, unsigned long this_load,
5222                             unsigned long pending_updates)
5223 {
5224         unsigned long __maybe_unused tickless_load = this_rq->cpu_load[0];
5225         int i, scale;
5226
5227         this_rq->nr_load_updates++;
5228
5229         /* Update our load: */
5230         this_rq->cpu_load[0] = this_load; /* Fasttrack for idx 0 */
5231         for (i = 1, scale = 2; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
5232                 unsigned long old_load, new_load;
5233
5234                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
5235
5236                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
5237 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5238                 old_load = decay_load_missed(old_load, pending_updates - 1, i);
5239                 if (tickless_load) {
5240                         old_load -= decay_load_missed(tickless_load, pending_updates - 1, i);
5241                         /*
5242                          * old_load can never be a negative value because a
5243                          * decayed tickless_load cannot be greater than the
5244                          * original tickless_load.
5245                          */
5246                         old_load += tickless_load;
5247                 }
5248 #endif
5249                 new_load = this_load;
5250                 /*
5251                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
5252                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
5253                  * example.
5254                  */
5255                 if (new_load > old_load)
5256                         new_load += scale - 1;
5257
5258                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load * (scale - 1) + new_load) >> i;
5259         }
5260 }
5261
5262 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
5263 static unsigned long weighted_cpuload(struct rq *rq)
5264 {
5265         return cfs_rq_runnable_load_avg(&rq->cfs);
5266 }
5267
5268 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5269 /*
5270  * There is no sane way to deal with nohz on smp when using jiffies because the
5271  * CPU doing the jiffies update might drift wrt the CPU doing the jiffy reading
5272  * causing off-by-one errors in observed deltas; {0,2} instead of {1,1}.
5273  *
5274  * Therefore we need to avoid the delta approach from the regular tick when
5275  * possible since that would seriously skew the load calculation. This is why we
5276  * use cpu_load_update_periodic() for CPUs out of nohz. However we'll rely on
5277  * jiffies deltas for updates happening while in nohz mode (idle ticks, idle
5278  * loop exit, nohz_idle_balance, nohz full exit...)
5279  *
5280  * This means we might still be one tick off for nohz periods.
5281  */
5282
5283 static void cpu_load_update_nohz(struct rq *this_rq,
5284                                  unsigned long curr_jiffies,
5285                                  unsigned long load)
5286 {
5287         unsigned long pending_updates;
5288
5289         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
5290         if (pending_updates) {
5291                 this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
5292                 /*
5293                  * In the regular NOHZ case, we were idle, this means load 0.
5294                  * In the NOHZ_FULL case, we were non-idle, we should consider
5295                  * its weighted load.
5296                  */
5297                 cpu_load_update(this_rq, load, pending_updates);
5298         }
5299 }
5300
5301 /*
5302  * Called from nohz_idle_balance() to update the load ratings before doing the
5303  * idle balance.
5304  */
5305 static void cpu_load_update_idle(struct rq *this_rq)
5306 {
5307         /*
5308          * bail if there's load or we're actually up-to-date.
5309          */
5310         if (weighted_cpuload(this_rq))
5311                 return;
5312
5313         cpu_load_update_nohz(this_rq, READ_ONCE(jiffies), 0);
5314 }
5315
5316 /*
5317  * Record CPU load on nohz entry so we know the tickless load to account
5318  * on nohz exit. cpu_load[0] happens then to be updated more frequently
5319  * than other cpu_load[idx] but it should be fine as cpu_load readers
5320  * shouldn't rely into synchronized cpu_load[*] updates.
5321  */
5322 void cpu_load_update_nohz_start(void)
5323 {
5324         struct rq *this_rq = this_rq();
5325
5326         /*
5327          * This is all lockless but should be fine. If weighted_cpuload changes
5328          * concurrently we'll exit nohz. And cpu_load write can race with
5329          * cpu_load_update_idle() but both updater would be writing the same.
5330          */
5331         this_rq->cpu_load[0] = weighted_cpuload(this_rq);
5332 }
5333
5334 /*
5335  * Account the tickless load in the end of a nohz frame.
5336  */
5337 void cpu_load_update_nohz_stop(void)
5338 {
5339         unsigned long curr_jiffies = READ_ONCE(jiffies);
5340         struct rq *this_rq = this_rq();
5341         unsigned long load;
5342         struct rq_flags rf;
5343
5344         if (curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
5345                 return;
5346
5347         load = weighted_cpuload(this_rq);
5348         rq_lock(this_rq, &rf);
5349         update_rq_clock(this_rq);
5350         cpu_load_update_nohz(this_rq, curr_jiffies, load);
5351         rq_unlock(this_rq, &rf);
5352 }
5353 #else /* !CONFIG_NO_HZ_COMMON */
5354 static inline void cpu_load_update_nohz(struct rq *this_rq,
5355                                         unsigned long curr_jiffies,
5356                                         unsigned long load) { }
5357 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
5358
5359 static void cpu_load_update_periodic(struct rq *this_rq, unsigned long load)
5360 {
5361 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5362         /* See the mess around cpu_load_update_nohz(). */
5363         this_rq->last_load_update_tick = READ_ONCE(jiffies);
5364 #endif
5365         cpu_load_update(this_rq, load, 1);
5366 }
5367
5368 /*
5369  * Called from scheduler_tick()
5370  */
5371 void cpu_load_update_active(struct rq *this_rq)
5372 {
5373         unsigned long load = weighted_cpuload(this_rq);
5374
5375         if (tick_nohz_tick_stopped())
5376                 cpu_load_update_nohz(this_rq, READ_ONCE(jiffies), load);
5377         else
5378                 cpu_load_update_periodic(this_rq, load);
5379 }
5380
5381 /*
5382  * Return a low guess at the load of a migration-source CPU weighted
5383  * according to the scheduling class and "nice" value.
5384  *
5385  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
5386  * balance conservatively.
5387  */
5388 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
5389 {
5390         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5391         unsigned long total = weighted_cpuload(rq);
5392
5393         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
5394                 return total;
5395
5396         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
5397 }
5398
5399 /*
5400  * Return a high guess at the load of a migration-target CPU weighted
5401  * according to the scheduling class and "nice" value.
5402  */
5403 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
5404 {
5405         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5406         unsigned long total = weighted_cpuload(rq);
5407
5408         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
5409                 return total;
5410
5411         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
5412 }
5413
5414 static unsigned long capacity_of(int cpu)
5415 {
5416         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity;
5417 }
5418
5419 static unsigned long capacity_orig_of(int cpu)
5420 {
5421         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig;
5422 }
5423
5424 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
5425 {
5426         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5427         unsigned long nr_running = READ_ONCE(rq->cfs.h_nr_running);
5428         unsigned long load_avg = weighted_cpuload(rq);
5429
5430         if (nr_running)
5431                 return load_avg / nr_running;
5432
5433         return 0;
5434 }
5435
5436 static void record_wakee(struct task_struct *p)
5437 {
5438         /*
5439          * Only decay a single time; tasks that have less then 1 wakeup per
5440          * jiffy will not have built up many flips.
5441          */
5442         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
5443                 current->wakee_flips >>= 1;
5444                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
5445         }
5446
5447         if (current->last_wakee != p) {
5448                 current->last_wakee = p;
5449                 current->wakee_flips++;
5450         }
5451 }
5452
5453 /*
5454  * Detect M:N waker/wakee relationships via a switching-frequency heuristic.
5455  *
5456  * A waker of many should wake a different task than the one last awakened
5457  * at a frequency roughly N times higher than one of its wakees.
5458  *
5459  * In order to determine whether we should let the load spread vs consolidating
5460  * to shared cache, we look for a minimum 'flip' frequency of llc_size in one
5461  * partner, and a factor of lls_size higher frequency in the other.
5462  *
5463  * With both conditions met, we can be relatively sure that the relationship is
5464  * non-monogamous, with partner count exceeding socket size.
5465  *
5466  * Waker/wakee being client/server, worker/dispatcher, interrupt source or
5467  * whatever is irrelevant, spread criteria is apparent partner count exceeds
5468  * socket size.
5469  */
5470 static int wake_wide(struct task_struct *p)
5471 {
5472         unsigned int master = current->wakee_flips;
5473         unsigned int slave = p->wakee_flips;
5474         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
5475
5476         if (master < slave)
5477                 swap(master, slave);
5478         if (slave < factor || master < slave * factor)
5479                 return 0;
5480         return 1;
5481 }
5482
5483 /*
5484  * The purpose of wake_affine() is to quickly determine on which CPU we can run
5485  * soonest. For the purpose of speed we only consider the waking and previous
5486  * CPU.
5487  *
5488  * wake_affine_idle() - only considers 'now', it check if the waking CPU is
5489  *                      cache-affine and is (or will be) idle.
5490  *
5491  * wake_affine_weight() - considers the weight to reflect the average
5492  *                        scheduling latency of the CPUs. This seems to work
5493  *                        for the overloaded case.
5494  */
5495 static int
5496 wake_affine_idle(int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5497 {
5498         /*
5499          * If this_cpu is idle, it implies the wakeup is from interrupt
5500          * context. Only allow the move if cache is shared. Otherwise an
5501          * interrupt intensive workload could force all tasks onto one
5502          * node depending on the IO topology or IRQ affinity settings.
5503          *
5504          * If the prev_cpu is idle and cache affine then avoid a migration.
5505          * There is no guarantee that the cache hot data from an interrupt
5506          * is more important than cache hot data on the prev_cpu and from
5507          * a cpufreq perspective, it's better to have higher utilisation
5508          * on one CPU.
5509          */
5510         if (available_idle_cpu(this_cpu) && cpus_share_cache(this_cpu, prev_cpu))
5511                 return available_idle_cpu(prev_cpu) ? prev_cpu : this_cpu;
5512
5513         if (sync && cpu_rq(this_cpu)->nr_running == 1)
5514                 return this_cpu;
5515
5516         return nr_cpumask_bits;
5517 }
5518
5519 static int
5520 wake_affine_weight(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5521                    int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5522 {
5523         s64 this_eff_load, prev_eff_load;
5524         unsigned long task_load;
5525
5526         this_eff_load = target_load(this_cpu, sd->wake_idx);
5527
5528         if (sync) {
5529                 unsigned long current_load = task_h_load(current);
5530
5531                 if (current_load > this_eff_load)
5532                         return this_cpu;
5533
5534                 this_eff_load -= current_load;
5535         }
5536
5537         task_load = task_h_load(p);
5538
5539         this_eff_load += task_load;
5540         if (sched_feat(WA_BIAS))
5541                 this_eff_load *= 100;
5542         this_eff_load *= capacity_of(prev_cpu);
5543
5544         prev_eff_load = source_load(prev_cpu, sd->wake_idx);
5545         prev_eff_load -= task_load;
5546         if (sched_feat(WA_BIAS))
5547                 prev_eff_load *= 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
5548         prev_eff_load *= capacity_of(this_cpu);
5549
5550         /*
5551          * If sync, adjust the weight of prev_eff_load such that if
5552          * prev_eff == this_eff that select_idle_sibling() will consider
5553          * stacking the wakee on top of the waker if no other CPU is
5554          * idle.
5555          */
5556         if (sync)
5557                 prev_eff_load += 1;
5558
5559         return this_eff_load < prev_eff_load ? this_cpu : nr_cpumask_bits;
5560 }
5561
5562 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5563                        int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5564 {
5565         int target = nr_cpumask_bits;
5566
5567         if (sched_feat(WA_IDLE))
5568                 target = wake_affine_idle(this_cpu, prev_cpu, sync);
5569
5570         if (sched_feat(WA_WEIGHT) && target == nr_cpumask_bits)
5571                 target = wake_affine_weight(sd, p, this_cpu, prev_cpu, sync);
5572
5573         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
5574         if (target == nr_cpumask_bits)
5575                 return prev_cpu;
5576
5577         schedstat_inc(sd->ttwu_move_affine);
5578         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_affine);
5579         return target;
5580 }
5581
5582 static unsigned long cpu_util_wake(int cpu, struct task_struct *p);
5583
5584 static unsigned long capacity_spare_wake(int cpu, struct task_struct *p)
5585 {
5586         return max_t(long, capacity_of(cpu) - cpu_util_wake(cpu, p), 0);
5587 }
5588
5589 /*
5590  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
5591  * domain.
5592  *
5593  * Assumes p is allowed on at least one CPU in sd.
5594  */
5595 static struct sched_group *
5596 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5597                   int this_cpu, int sd_flag)
5598 {
5599         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
5600         struct sched_group *most_spare_sg = NULL;
5601         unsigned long min_runnable_load = ULONG_MAX;
5602         unsigned long this_runnable_load = ULONG_MAX;
5603         unsigned long min_avg_load = ULONG_MAX, this_avg_load = ULONG_MAX;
5604         unsigned long most_spare = 0, this_spare = 0;
5605         int load_idx = sd->forkexec_idx;
5606         int imbalance_scale = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
5607         unsigned long imbalance = scale_load_down(NICE_0_LOAD) *
5608                                 (sd->imbalance_pct-100) / 100;
5609
5610         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
5611                 load_idx = sd->wake_idx;
5612
5613         do {
5614                 unsigned long load, avg_load, runnable_load;
5615                 unsigned long spare_cap, max_spare_cap;
5616                 int local_group;
5617                 int i;
5618
5619                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
5620                 if (!cpumask_intersects(sched_group_span(group),
5621                                         &p->cpus_allowed))
5622                         continue;
5623
5624                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
5625                                                sched_group_span(group));
5626
5627                 /*
5628                  * Tally up the load of all CPUs in the group and find
5629                  * the group containing the CPU with most spare capacity.
5630                  */
5631                 avg_load = 0;
5632                 runnable_load = 0;
5633                 max_spare_cap = 0;
5634
5635                 for_each_cpu(i, sched_group_span(group)) {
5636                         /* Bias balancing toward CPUs of our domain */
5637                         if (local_group)
5638                                 load = source_load(i, load_idx);
5639                         else
5640                                 load = target_load(i, load_idx);
5641
5642                         runnable_load += load;
5643
5644                         avg_load += cfs_rq_load_avg(&cpu_rq(i)->cfs);
5645
5646                         spare_cap = capacity_spare_wake(i, p);
5647
5648                         if (spare_cap > max_spare_cap)
5649                                 max_spare_cap = spare_cap;
5650                 }
5651
5652                 /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
5653                 avg_load = (avg_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
5654                                         group->sgc->capacity;
5655                 runnable_load = (runnable_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
5656                                         group->sgc->capacity;
5657
5658                 if (local_group) {
5659                         this_runnable_load = runnable_load;
5660                         this_avg_load = avg_load;
5661                         this_spare = max_spare_cap;
5662                 } else {
5663                         if (min_runnable_load > (runnable_load + imbalance)) {
5664                                 /*
5665                                  * The runnable load is significantly smaller
5666                                  * so we can pick this new CPU:
5667                                  */
5668                                 min_runnable_load = runnable_load;
5669                                 min_avg_load = avg_load;
5670                                 idlest = group;
5671                         } else if ((runnable_load < (min_runnable_load + imbalance)) &&
5672                                    (100*min_avg_load > imbalance_scale*avg_load)) {
5673                                 /*
5674                                  * The runnable loads are close so take the
5675                                  * blocked load into account through avg_load:
5676                                  */
5677                                 min_avg_load = avg_load;
5678                                 idlest = group;
5679                         }
5680
5681                         if (most_spare < max_spare_cap) {
5682                                 most_spare = max_spare_cap;
5683                                 most_spare_sg = group;
5684                         }
5685                 }
5686         } while (group = group->next, group != sd->groups);
5687
5688         /*
5689          * The cross-over point between using spare capacity or least load
5690          * is too conservative for high utilization tasks on partially
5691          * utilized systems if we require spare_capacity > task_util(p),
5692          * so we allow for some task stuffing by using
5693          * spare_capacity > task_util(p)/2.
5694          *
5695          * Spare capacity can't be used for fork because the utilization has
5696          * not been set yet, we must first select a rq to compute the initial
5697          * utilization.
5698          */
5699         if (sd_flag & SD_BALANCE_FORK)
5700                 goto skip_spare;
5701
5702         if (this_spare > task_util(p) / 2 &&
5703             imbalance_scale*this_spare > 100*most_spare)
5704                 return NULL;
5705
5706         if (most_spare > task_util(p) / 2)
5707                 return most_spare_sg;
5708
5709 skip_spare:
5710         if (!idlest)
5711                 return NULL;
5712
5713         /*
5714          * When comparing groups across NUMA domains, it's possible for the
5715          * local domain to be very lightly loaded relative to the remote
5716          * domains but "imbalance" skews the comparison making remote CPUs
5717          * look much more favourable. When considering cross-domain, add
5718          * imbalance to the runnable load on the remote node and consider
5719          * staying local.
5720          */
5721         if ((sd->flags & SD_NUMA) &&
5722             min_runnable_load + imbalance >= this_runnable_load)
5723                 return NULL;
5724
5725         if (min_runnable_load > (this_runnable_load + imbalance))
5726                 return NULL;
5727
5728         if ((this_runnable_load < (min_runnable_load + imbalance)) &&
5729              (100*this_avg_load < imbalance_scale*min_avg_load))
5730                 return NULL;
5731
5732         return idlest;
5733 }
5734
5735 /*
5736  * find_idlest_group_cpu - find the idlest CPU among the CPUs in the group.
5737  */
5738 static int
5739 find_idlest_group_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
5740 {
5741         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
5742         unsigned int min_exit_latency = UINT_MAX;
5743         u64 latest_idle_timestamp = 0;
5744         int least_loaded_cpu = this_cpu;
5745         int shallowest_idle_cpu = -1;
5746         int i;
5747
5748         /* Check if we have any choice: */
5749         if (group->group_weight == 1)
5750                 return cpumask_first(sched_group_span(group));
5751
5752         /* Traverse only the allowed CPUs */
5753         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), &p->cpus_allowed) {
5754                 if (available_idle_cpu(i)) {
5755                         struct rq *rq = cpu_rq(i);
5756                         struct cpuidle_state *idle = idle_get_state(rq);
5757                         if (idle && idle->exit_latency < min_exit_latency) {
5758                                 /*
5759                                  * We give priority to a CPU whose idle state
5760                                  * has the smallest exit latency irrespective
5761                                  * of any idle timestamp.
5762                                  */
5763                                 min_exit_latency = idle->exit_latency;
5764                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5765                                 shallowest_idle_cpu = i;
5766                         } else if ((!idle || idle->exit_latency == min_exit_latency) &&
5767                                    rq->idle_stamp > latest_idle_timestamp) {
5768                                 /*
5769                                  * If equal or no active idle state, then
5770                                  * the most recently idled CPU might have
5771                                  * a warmer cache.
5772                                  */
5773                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5774                                 shallowest_idle_cpu = i;
5775                         }
5776                 } else if (shallowest_idle_cpu == -1) {
5777                         load = weighted_cpuload(cpu_rq(i));
5778                         if (load < min_load) {
5779                                 min_load = load;
5780                                 least_loaded_cpu = i;
5781                         }
5782                 }
5783         }
5784
5785         return shallowest_idle_cpu != -1 ? shallowest_idle_cpu : least_loaded_cpu;
5786 }
5787
5788 static inline int find_idlest_cpu(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5789                                   int cpu, int prev_cpu, int sd_flag)
5790 {
5791         int new_cpu = cpu;
5792
5793         if (!cpumask_intersects(sched_domain_span(sd), &p->cpus_allowed))
5794                 return prev_cpu;
5795
5796         /*
5797          * We need task's util for capacity_spare_wake, sync it up to prev_cpu's
5798          * last_update_time.
5799          */
5800         if (!(sd_flag & SD_BALANCE_FORK))
5801                 sync_entity_load_avg(&p->se);
5802
5803         while (sd) {
5804                 struct sched_group *group;
5805                 struct sched_domain *tmp;
5806                 int weight;
5807
5808                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
5809                         sd = sd->child;
5810                         continue;
5811                 }
5812
5813                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, sd_flag);
5814                 if (!group) {
5815                         sd = sd->child;
5816                         continue;
5817                 }
5818
5819                 new_cpu = find_idlest_group_cpu(group, p, cpu);
5820                 if (new_cpu == cpu) {
5821                         /* Now try balancing at a lower domain level of 'cpu': */
5822                         sd = sd->child;
5823                         continue;
5824                 }
5825
5826                 /* Now try balancing at a lower domain level of 'new_cpu': */
5827                 cpu = new_cpu;
5828                 weight = sd->span_weight;
5829                 sd = NULL;
5830                 for_each_domain(cpu, tmp) {
5831                         if (weight <= tmp->span_weight)
5832                                 break;
5833                         if (tmp->flags & sd_flag)
5834                                 sd = tmp;
5835                 }
5836         }
5837
5838         return new_cpu;
5839 }
5840
5841 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
5842 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_smt_present);
5843
5844 static inline void set_idle_cores(int cpu, int val)
5845 {
5846         struct sched_domain_shared *sds;
5847
5848         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
5849         if (sds)
5850                 WRITE_ONCE(sds->has_idle_cores, val);
5851 }
5852
5853 static inline bool test_idle_cores(int cpu, bool def)
5854 {
5855         struct sched_domain_shared *sds;
5856
5857         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
5858         if (sds)
5859                 return READ_ONCE(sds->has_idle_cores);
5860
5861         return def;
5862 }
5863
5864 /*
5865  * Scans the local SMT mask to see if the entire core is idle, and records this
5866  * information in sd_llc_shared->has_idle_cores.
5867  *
5868  * Since SMT siblings share all cache levels, inspecting this limited remote
5869  * state should be fairly cheap.
5870  */
5871 void __update_idle_core(struct rq *rq)
5872 {
5873         int core = cpu_of(rq);
5874         int cpu;
5875
5876         rcu_read_lock();
5877         if (test_idle_cores(core, true))
5878                 goto unlock;
5879
5880         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
5881                 if (cpu == core)
5882                         continue;
5883
5884                 if (!available_idle_cpu(cpu))
5885                         goto unlock;
5886         }
5887
5888         set_idle_cores(core, 1);
5889 unlock:
5890         rcu_read_unlock();
5891 }
5892
5893 /*
5894  * Scan the entire LLC domain for idle cores; this dynamically switches off if
5895  * there are no idle cores left in the system; tracked through
5896  * sd_llc->shared->has_idle_cores and enabled through update_idle_core() above.
5897  */
5898 static int select_idle_core(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
5899 {
5900         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_idle_mask);
5901         int core, cpu;
5902
5903         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present))
5904                 return -1;
5905
5906         if (!test_idle_cores(target, false))
5907                 return -1;
5908
5909         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), &p->cpus_allowed);
5910
5911         for_each_cpu_wrap(core, cpus, target) {
5912                 bool idle = true;
5913
5914                 for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
5915                         cpumask_clear_cpu(cpu, cpus);
5916                         if (!available_idle_cpu(cpu))
5917                                 idle = false;
5918                 }
5919
5920                 if (idle)
5921                         return core;
5922         }
5923
5924         /*
5925          * Failed to find an idle core; stop looking for one.
5926          */
5927         set_idle_cores(target, 0);
5928
5929         return -1;
5930 }
5931
5932 /*
5933  * Scan the local SMT mask for idle CPUs.
5934  */
5935 static int select_idle_smt(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
5936 {
5937         int cpu;
5938
5939         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present))
5940                 return -1;
5941
5942         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(target)) {
5943                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed))
5944                         continue;
5945                 if (available_idle_cpu(cpu))
5946                         return cpu;
5947         }
5948
5949         return -1;
5950 }
5951
5952 #else /* CONFIG_SCHED_SMT */
5953
5954 static inline int select_idle_core(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
5955 {
5956         return -1;
5957 }
5958
5959 static inline int select_idle_smt(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
5960 {
5961         return -1;
5962 }
5963
5964 #endif /* CONFIG_SCHED_SMT */
5965
5966 /*
5967  * Scan the LLC domain for idle CPUs; this is dynamically regulated by
5968  * comparing the average scan cost (tracked in sd->avg_scan_cost) against the
5969  * average idle time for this rq (as found in rq->avg_idle).
5970  */
5971 static int select_idle_cpu(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
5972 {
5973         struct sched_domain *this_sd;
5974         u64 avg_cost, avg_idle;
5975         u64 time, cost;
5976         s64 delta;
5977         int cpu, nr = INT_MAX;
5978
5979         this_sd = rcu_dereference(*this_cpu_ptr(&sd_llc));
5980         if (!this_sd)
5981                 return -1;
5982
5983         /*
5984          * Due to large variance we need a large fuzz factor; hackbench in
5985          * particularly is sensitive here.
5986          */
5987         avg_idle = this_rq()->avg_idle / 512;
5988         avg_cost = this_sd->avg_scan_cost + 1;
5989
5990         if (sched_feat(SIS_AVG_CPU) && avg_idle < avg_cost)
5991                 return -1;
5992
5993         if (sched_feat(SIS_PROP)) {
5994                 u64 span_avg = sd->span_weight * avg_idle;
5995                 if (span_avg > 4*avg_cost)
5996                         nr = div_u64(span_avg, avg_cost);
5997                 else
5998                         nr = 4;
5999         }
6000
6001         time = local_clock();
6002
6003         for_each_cpu_wrap(cpu, sched_domain_span(sd), target) {
6004                 if (!--nr)
6005                         return -1;
6006                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed))
6007                         continue;
6008                 if (available_idle_cpu(cpu))
6009                         break;
6010         }
6011
6012         time = local_clock() - time;
6013         cost = this_sd->avg_scan_cost;
6014         delta = (s64)(time - cost) / 8;
6015         this_sd->avg_scan_cost += delta;
6016
6017         return cpu;
6018 }
6019
6020 /*
6021  * Try and locate an idle core/thread in the LLC cache domain.
6022  */
6023 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev, int target)
6024 {
6025         struct sched_domain *sd;
6026         int i, recent_used_cpu;
6027
6028         if (available_idle_cpu(target))
6029                 return target;
6030
6031         /*
6032          * If the previous CPU is cache affine and idle, don't be stupid:
6033          */
6034         if (prev != target && cpus_share_cache(prev, target) && available_idle_cpu(prev))
6035                 return prev;
6036
6037         /* Check a recently used CPU as a potential idle candidate: */
6038         recent_used_cpu = p->recent_used_cpu;
6039         if (recent_used_cpu != prev &&
6040             recent_used_cpu != target &&
6041             cpus_share_cache(recent_used_cpu, target) &&
6042             available_idle_cpu(recent_used_cpu) &&
6043             cpumask_test_cpu(p->recent_used_cpu, &p->cpus_allowed)) {
6044                 /*
6045                  * Replace recent_used_cpu with prev as it is a potential
6046                  * candidate for the next wake:
6047                  */
6048                 p->recent_used_cpu = prev;
6049                 return recent_used_cpu;
6050         }
6051
6052         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
6053         if (!sd)
6054                 return target;
6055
6056         i = select_idle_core(p, sd, target);
6057         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
6058                 return i;
6059
6060         i = select_idle_cpu(p, sd, target);
6061         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
6062                 return i;
6063
6064         i = select_idle_smt(p, sd, target);
6065         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
6066                 return i;
6067
6068         return target;
6069 }
6070
6071 /**
6072  * Amount of capacity of a CPU that is (estimated to be) used by CFS tasks
6073  * @cpu: the CPU to get the utilization of
6074  *
6075  * The unit of the return value must be the one of capacity so we can compare
6076  * the utilization with the capacity of the CPU that is available for CFS task
6077  * (ie cpu_capacity).
6078  *
6079  * cfs_rq.avg.util_avg is the sum of running time of runnable tasks plus the
6080  * recent utilization of currently non-runnable tasks on a CPU. It represents
6081  * the amount of utilization of a CPU in the range [0..capacity_orig] where
6082  * capacity_orig is the cpu_capacity available at the highest frequency
6083  * (arch_scale_freq_capacity()).
6084  * The utilization of a CPU converges towards a sum equal to or less than the
6085  * current capacity (capacity_curr <= capacity_orig) of the CPU because it is
6086  * the running time on this CPU scaled by capacity_curr.
6087  *
6088  * The estimated utilization of a CPU is defined to be the maximum between its
6089  * cfs_rq.avg.util_avg and the sum of the estimated utilization of the tasks
6090  * currently RUNNABLE on that CPU.
6091  * This allows to properly represent the expected utilization of a CPU which
6092  * has just got a big task running since a long sleep period. At the same time
6093  * however it preserves the benefits of the "blocked utilization" in
6094  * describing the potential for other tasks waking up on the same CPU.
6095  *
6096  * Nevertheless, cfs_rq.avg.util_avg can be higher than capacity_curr or even
6097  * higher than capacity_orig because of unfortunate rounding in
6098  * cfs.avg.util_avg or just after migrating tasks and new task wakeups until
6099  * the average stabilizes with the new running time. We need to check that the
6100  * utilization stays within the range of [0..capacity_orig] and cap it if
6101  * necessary. Without utilization capping, a group could be seen as overloaded
6102  * (CPU0 utilization at 121% + CPU1 utilization at 80%) whereas CPU1 has 20% of
6103  * available capacity. We allow utilization to overshoot capacity_curr (but not
6104  * capacity_orig) as it useful for predicting the capacity required after task
6105  * migrations (scheduler-driven DVFS).
6106  *
6107  * Return: the (estimated) utilization for the specified CPU
6108  */
6109 static inline unsigned long cpu_util(int cpu)
6110 {
6111         struct cfs_rq *cfs_rq;
6112         unsigned int util;
6113
6114         cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6115         util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6116
6117         if (sched_feat(UTIL_EST))
6118                 util = max(util, READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued));
6119
6120         return min_t(unsigned long, util, capacity_orig_of(cpu));
6121 }
6122
6123 /*
6124  * cpu_util_wake: Compute CPU utilization with any contributions from
6125  * the waking task p removed.
6126  */
6127 static unsigned long cpu_util_wake(int cpu, struct task_struct *p)
6128 {
6129         struct cfs_rq *cfs_rq;
6130         unsigned int util;
6131
6132         /* Task has no contribution or is new */
6133         if (cpu != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
6134                 return cpu_util(cpu);
6135
6136         cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6137         util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6138
6139         /* Discount task's blocked util from CPU's util */
6140         util -= min_t(unsigned int, util, task_util(p));
6141
6142         /*
6143          * Covered cases:
6144          *
6145          * a) if *p is the only task sleeping on this CPU, then:
6146          *      cpu_util (== task_util) > util_est (== 0)
6147          *    and thus we return:
6148          *      cpu_util_wake = (cpu_util - task_util) = 0
6149          *
6150          * b) if other tasks are SLEEPING on this CPU, which is now exiting
6151          *    IDLE, then:
6152          *      cpu_util >= task_util
6153          *      cpu_util > util_est (== 0)
6154          *    and thus we discount *p's blocked utilization to return:
6155          *      cpu_util_wake = (cpu_util - task_util) >= 0
6156          *
6157          * c) if other tasks are RUNNABLE on that CPU and
6158          *      util_est > cpu_util
6159          *    then we use util_est since it returns a more restrictive
6160          *    estimation of the spare capacity on that CPU, by just
6161          *    considering the expected utilization of tasks already
6162          *    runnable on that CPU.
6163          *
6164          * Cases a) and b) are covered by the above code, while case c) is
6165          * covered by the following code when estimated utilization is
6166          * enabled.
6167          */
6168         if (sched_feat(UTIL_EST))
6169                 util = max(util, READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued));
6170
6171         /*
6172          * Utilization (estimated) can exceed the CPU capacity, thus let's
6173          * clamp to the maximum CPU capacity to ensure consistency with
6174          * the cpu_util call.
6175          */
6176         return min_t(unsigned long, util, capacity_orig_of(cpu));
6177 }
6178
6179 /*
6180  * Disable WAKE_AFFINE in the case where task @p doesn't fit in the
6181  * capacity of either the waking CPU @cpu or the previous CPU @prev_cpu.
6182  *
6183  * In that case WAKE_AFFINE doesn't make sense and we'll let
6184  * BALANCE_WAKE sort things out.
6185  */
6186 static int wake_cap(struct task_struct *p, int cpu, int prev_cpu)
6187 {
6188         long min_cap, max_cap;
6189
6190         min_cap = min(capacity_orig_of(prev_cpu), capacity_orig_of(cpu));
6191         max_cap = cpu_rq(cpu)->rd->max_cpu_capacity;
6192
6193         /* Minimum capacity is close to max, no need to abort wake_affine */
6194         if (max_cap - min_cap < max_cap >> 3)
6195                 return 0;
6196
6197         /* Bring task utilization in sync with prev_cpu */
6198         sync_entity_load_avg(&p->se);
6199
6200         return min_cap * 1024 < task_util(p) * capacity_margin;
6201 }
6202
6203 /*
6204  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
6205  * that have the 'sd_flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
6206  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
6207  *
6208  * Balances load by selecting the idlest CPU in the idlest group, or under
6209  * certain conditions an idle sibling CPU if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
6210  *
6211  * Returns the target CPU number.
6212  *
6213  * preempt must be disabled.
6214  */
6215 static int
6216 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
6217 {
6218         struct sched_domain *tmp, *sd = NULL;
6219         int cpu = smp_processor_id();
6220         int new_cpu = prev_cpu;
6221         int want_affine = 0;
6222         int sync = (wake_flags & WF_SYNC) && !(current->flags & PF_EXITING);
6223
6224         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
6225                 record_wakee(p);
6226                 want_affine = !wake_wide(p) && !wake_cap(p, cpu, prev_cpu)
6227                               && cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed);
6228         }
6229
6230         rcu_read_lock();
6231         for_each_domain(cpu, tmp) {
6232                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
6233                         break;
6234
6235                 /*
6236                  * If both 'cpu' and 'prev_cpu' are part of this domain,
6237                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
6238                  */
6239                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
6240                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
6241                         if (cpu != prev_cpu)
6242                                 new_cpu = wake_affine(tmp, p, cpu, prev_cpu, sync);
6243
6244                         sd = NULL; /* Prefer wake_affine over balance flags */
6245                         break;
6246                 }
6247
6248                 if (tmp->flags & sd_flag)
6249                         sd = tmp;
6250                 else if (!want_affine)
6251                         break;
6252         }
6253
6254         if (unlikely(sd)) {
6255                 /* Slow path */
6256                 new_cpu = find_idlest_cpu(sd, p, cpu, prev_cpu, sd_flag);
6257         } else if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) { /* XXX always ? */
6258                 /* Fast path */
6259
6260                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu, new_cpu);
6261
6262                 if (want_affine)
6263                         current->recent_used_cpu = cpu;
6264         }
6265         rcu_read_unlock();
6266
6267         return new_cpu;
6268 }
6269
6270 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se);
6271
6272 /*
6273  * Called immediately before a task is migrated to a new CPU; task_cpu(p) and
6274  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
6275  * previous CPU. The caller guarantees p->pi_lock or task_rq(p)->lock is held.
6276  */
6277 static void migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p)
6278 {
6279         /*
6280          * As blocked tasks retain absolute vruntime the migration needs to
6281          * deal with this by subtracting the old and adding the new
6282          * min_vruntime -- the latter is done by enqueue_entity() when placing
6283          * the task on the new runqueue.
6284          */
6285         if (p->state == TASK_WAKING) {
6286                 struct sched_entity *se = &p->se;
6287                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6288                 u64 min_vruntime;
6289
6290 #ifndef CONFIG_64BIT
6291                 u64 min_vruntime_copy;
6292
6293                 do {
6294                         min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
6295                         smp_rmb();
6296                         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
6297                 } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
6298 #else
6299                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
6300 #endif
6301
6302                 se->vruntime -= min_vruntime;
6303         }
6304
6305         if (p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING) {
6306                 /*
6307                  * In case of TASK_ON_RQ_MIGRATING we in fact hold the 'old'
6308                  * rq->lock and can modify state directly.
6309                  */
6310                 lockdep_assert_held(&task_rq(p)->lock);
6311                 detach_entity_cfs_rq(&p->se);
6312
6313         } else {
6314                 /*
6315                  * We are supposed to update the task to "current" time, then
6316                  * its up to date and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we
6317                  * have difficulty in getting what current time is, so simply
6318                  * throw away the out-of-date time. This will result in the
6319                  * wakee task is less decayed, but giving the wakee more load
6320                  * sounds not bad.
6321                  */
6322                 remove_entity_load_avg(&p->se);
6323         }
6324
6325         /* Tell new CPU we are migrated */
6326         p->se.avg.last_update_time = 0;
6327
6328         /* We have migrated, no longer consider this task hot */
6329         p->se.exec_start = 0;
6330 }
6331
6332 static void task_dead_fair(struct task_struct *p)
6333 {
6334         remove_entity_load_avg(&p->se);
6335 }
6336 #endif /* CONFIG_SMP */
6337
6338 static unsigned long wakeup_gran(struct sched_entity *se)
6339 {
6340         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
6341
6342         /*
6343          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
6344          * to virtual-time in his units.
6345          *
6346          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
6347          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
6348          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
6349          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
6350          * be smaller, again penalizing the lighter task.
6351          *
6352          * This is especially important for buddies when the leftmost
6353          * task is higher priority than the buddy.
6354          */
6355         return calc_delta_fair(gran, se);
6356 }
6357
6358 /*
6359  * Should 'se' preempt 'curr'.
6360  *
6361  *             |s1
6362  *        |s2
6363  *   |s3
6364  *         g
6365  *      |<--->|c
6366  *
6367  *  w(c, s1) = -1
6368  *  w(c, s2) =  0
6369  *  w(c, s3) =  1
6370  *
6371  */
6372 static int
6373 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
6374 {
6375         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
6376
6377         if (vdiff <= 0)
6378                 return -1;
6379
6380         gran = wakeup_gran(se);
6381         if (vdiff > gran)
6382                 return 1;
6383
6384         return 0;
6385 }
6386
6387 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
6388 {
6389         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
6390                 return;
6391
6392         for_each_sched_entity(se) {
6393                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
6394                         return;
6395                 cfs_rq_of(se)->last = se;
6396         }
6397 }
6398
6399 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
6400 {
6401         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
6402                 return;
6403
6404         for_each_sched_entity(se) {
6405                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
6406                         return;
6407                 cfs_rq_of(se)->next = se;
6408         }
6409 }
6410
6411 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
6412 {
6413         for_each_sched_entity(se)
6414                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
6415 }
6416
6417 /*
6418  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
6419  */
6420 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
6421 {
6422         struct task_struct *curr = rq->curr;
6423         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
6424         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
6425         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
6426         int next_buddy_marked = 0;
6427
6428         if (unlikely(se == pse))
6429                 return;
6430
6431         /*
6432          * This is possible from callers such as attach_tasks(), in which we
6433          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
6434          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
6435          * next-buddy nomination below.
6436          */
6437         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
6438                 return;
6439
6440         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
6441                 set_next_buddy(pse);
6442                 next_buddy_marked = 1;
6443         }
6444
6445         /*
6446          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
6447          * wake up path.
6448          *
6449          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
6450          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
6451          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
6452          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
6453          * below.
6454          */
6455         if (test_tsk_need_resched(curr))
6456                 return;
6457
6458         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
6459         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
6460             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
6461                 goto preempt;
6462
6463         /*
6464          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
6465          * is driven by the tick):
6466          */
6467         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
6468                 return;
6469
6470         find_matching_se(&se, &pse);
6471         update_curr(cfs_rq_of(se));
6472         BUG_ON(!pse);
6473         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
6474                 /*
6475                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
6476                  * triggering this preemption.
6477                  */
6478                 if (!next_buddy_marked)
6479                         set_next_buddy(pse);
6480                 goto preempt;
6481         }
6482
6483         return;
6484
6485 preempt:
6486         resched_curr(rq);
6487         /*
6488          * Only set the backward buddy when the current task is still
6489          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
6490          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
6491          * point, either of which can * drop the rq lock.
6492          *
6493          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
6494          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
6495          */
6496         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
6497                 return;
6498
6499         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
6500                 set_last_buddy(se);
6501 }
6502
6503 static struct task_struct *
6504 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
6505 {
6506         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
6507         struct sched_entity *se;
6508         struct task_struct *p;
6509         int new_tasks;
6510
6511 again:
6512         if (!cfs_rq->nr_running)
6513                 goto idle;
6514
6515 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6516         if (prev->sched_class != &fair_sched_class)
6517                 goto simple;
6518
6519         /*
6520          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
6521          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
6522          *
6523          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
6524          * hierarchy, only change the part that actually changes.
6525          */
6526
6527         do {
6528                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
6529
6530                 /*
6531                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
6532                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
6533                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
6534                  * forget we've ever seen it.
6535                  */
6536                 if (curr) {
6537                         if (curr->on_rq)
6538                                 update_curr(cfs_rq);
6539                         else
6540                                 curr = NULL;
6541
6542                         /*
6543                          * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the
6544                          * throttle and dequeue its entity in the parent(s).
6545                          * Therefore the nr_running test will indeed
6546                          * be correct.
6547                          */
6548                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq))) {
6549                                 cfs_rq = &rq->cfs;
6550
6551                                 if (!cfs_rq->nr_running)
6552                                         goto idle;
6553
6554                                 goto simple;
6555                         }
6556                 }
6557
6558                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
6559                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6560         } while (cfs_rq);
6561
6562         p = task_of(se);
6563
6564         /*
6565          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
6566          * is a different task than we started out with, try and touch the
6567          * least amount of cfs_rqs.
6568          */
6569         if (prev != p) {
6570                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
6571
6572                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
6573                         int se_depth = se->depth;
6574                         int pse_depth = pse->depth;
6575
6576                         if (se_depth <= pse_depth) {
6577                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
6578                                 pse = parent_entity(pse);
6579                         }
6580                         if (se_depth >= pse_depth) {
6581                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
6582                                 se = parent_entity(se);
6583                         }
6584                 }
6585
6586                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
6587                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6588         }
6589
6590         goto done;
6591 simple:
6592 #endif
6593
6594         put_prev_task(rq, prev);
6595
6596         do {
6597                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
6598                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6599                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6600         } while (cfs_rq);
6601
6602         p = task_of(se);
6603
6604 done: __maybe_unused;
6605 #ifdef CONFIG_SMP
6606         /*
6607          * Move the next running task to the front of
6608          * the list, so our cfs_tasks list becomes MRU
6609          * one.
6610          */
6611         list_move(&p->se.group_node, &rq->cfs_tasks);
6612 #endif
6613
6614         if (hrtick_enabled(rq))
6615                 hrtick_start_fair(rq, p);
6616
6617         return p;
6618
6619 idle:
6620         new_tasks = idle_balance(rq, rf);
6621
6622         /*
6623          * Because idle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
6624          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
6625          * must re-start the pick_next_entity() loop.
6626          */
6627         if (new_tasks < 0)
6628                 return RETRY_TASK;
6629
6630         if (new_tasks > 0)
6631                 goto again;
6632
6633         return NULL;
6634 }
6635
6636 /*
6637  * Account for a descheduled task:
6638  */
6639 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
6640 {
6641         struct sched_entity *se = &prev->se;
6642         struct cfs_rq *cfs_rq;
6643
6644         for_each_sched_entity(se) {
6645                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6646                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
6647         }
6648 }
6649
6650 /*
6651  * sched_yield() is very simple
6652  *
6653  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
6654  */
6655 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
6656 {
6657         struct task_struct *curr = rq->curr;
6658         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
6659         struct sched_entity *se = &curr->se;
6660
6661         /*
6662          * Are we the only task in the tree?
6663          */
6664         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
6665                 return;
6666
6667         clear_buddies(cfs_rq, se);
6668
6669         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
6670                 update_rq_clock(rq);
6671                 /*
6672                  * Update run-time statistics of the 'current'.
6673                  */
6674                 update_curr(cfs_rq);
6675                 /*
6676                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
6677                  * so we don't do microscopic update in schedule()
6678                  * and double the fastpath cost.
6679                  */
6680                 rq_clock_skip_update(rq);
6681         }
6682
6683         set_skip_buddy(se);
6684 }
6685
6686 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
6687 {
6688         struct sched_entity *se = &p->se;
6689
6690         /* throttled hierarchies are not runnable */
6691         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
6692                 return false;
6693
6694         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
6695         set_next_buddy(se);
6696
6697         yield_task_fair(rq);
6698
6699         return true;
6700 }
6701
6702 #ifdef CONFIG_SMP
6703 /**************************************************
6704  * Fair scheduling class load-balancing methods.
6705  *
6706  * BASICS
6707  *
6708  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
6709  * per-CPU scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
6710  * time to each task. This is expressed in the following equation:
6711  *
6712  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
6713  *
6714  * Where W_i,n is the n-th weight average for CPU i. The instantaneous weight
6715  * W_i,0 is defined as:
6716  *
6717  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
6718  *
6719  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on CPU i. This weight
6720  * is derived from the nice value as per sched_prio_to_weight[].
6721  *
6722  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
6723  * weight:
6724  *
6725  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
6726  *
6727  * C_i is the compute capacity of CPU i, typically it is the
6728  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
6729  * can also include other factors [XXX].
6730  *
6731  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
6732  * directly from (1):
6733  *
6734  *   imb_i,j = max{ avg(W/C), W_i/C_i } - min{ avg(W/C), W_j/C_j }    (4)
6735  *
6736  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
6737  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
6738  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
6739  *
6740  * [XXX expand on:
6741  *     - infeasible weights;
6742  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
6743  *
6744  *
6745  * SCHED DOMAINS
6746  *
6747  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
6748  * for all i,j solution, we create a tree of CPUs that follows the hardware
6749  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
6750  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of CPUs going up the
6751  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
6752  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of CPUs in
6753  * the groups.
6754  *
6755  * This yields:
6756  *
6757  *     log_2 n     1     n
6758  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
6759  *     i = 0      2^i   2^i
6760  *                               `- size of each group
6761  *         |         |     `- number of CPUs doing load-balance
6762  *         |         `- freq
6763  *         `- sum over all levels
6764  *
6765  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
6766  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
6767  *
6768  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
6769  * to every other CPU in at most O(log n) steps:
6770  *
6771  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
6772  *
6773  *             log_2 n
6774  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
6775  *             k = 0
6776  *
6777  * And you'll find that:
6778  *
6779  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
6780  *
6781  * Showing there's indeed a path between every CPU in at most O(log n) steps.
6782  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
6783  * of:
6784  *
6785  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
6786  *
6787  *
6788  * WORK CONSERVING
6789  *
6790  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
6791  * balancing is more aggressive and has the newly idle CPU iterate up the domain
6792  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
6793  *
6794  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
6795  * time.
6796  *
6797  * [XXX more?]
6798  *
6799  *
6800  * CGROUPS
6801  *
6802  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
6803  *
6804  *                                s_k,i
6805  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
6806  *                                 S_k
6807  *
6808  * Where
6809  *
6810  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
6811  *
6812  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on CPU i.
6813  *
6814  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
6815  * property.
6816  *
6817  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
6818  *      rewrite all of this once again.]
6819  */
6820
6821 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
6822
6823 enum fbq_type { regular, remote, all };
6824
6825 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
6826 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
6827 #define LBF_DST_PINNED  0x04
6828 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
6829 #define LBF_NOHZ_STATS  0x10
6830 #define LBF_NOHZ_AGAIN  0x20
6831
6832 struct lb_env {
6833         struct sched_domain     *sd;
6834
6835         struct rq               *src_rq;
6836         int                     src_cpu;
6837
6838         int                     dst_cpu;
6839         struct rq               *dst_rq;
6840
6841         struct cpumask          *dst_grpmask;
6842         int                     new_dst_cpu;
6843         enum cpu_idle_type      idle;
6844         long                    imbalance;
6845         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
6846         struct cpumask          *cpus;
6847
6848         unsigned int            flags;
6849
6850         unsigned int            loop;
6851         unsigned int            loop_break;
6852         unsigned int            loop_max;
6853
6854         enum fbq_type           fbq_type;
6855         struct list_head        tasks;
6856 };
6857
6858 /*
6859  * Is this task likely cache-hot:
6860  */
6861 static int task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6862 {
6863         s64 delta;
6864
6865         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6866
6867         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
6868                 return 0;
6869
6870         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
6871                 return 0;
6872
6873         /*
6874          * Buddy candidates are cache hot:
6875          */
6876         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && env->dst_rq->nr_running &&
6877                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
6878                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
6879                 return 1;
6880
6881         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
6882                 return 1;
6883         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
6884                 return 0;
6885
6886         delta = rq_clock_task(env->src_rq) - p->se.exec_start;
6887
6888         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
6889 }
6890
6891 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6892 /*
6893  * Returns 1, if task migration degrades locality
6894  * Returns 0, if task migration improves locality i.e migration preferred.
6895  * Returns -1, if task migration is not affected by locality.
6896  */
6897 static int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6898 {
6899         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
6900         unsigned long src_weight, dst_weight;
6901         int src_nid, dst_nid, dist;
6902
6903         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
6904                 return -1;
6905
6906         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
6907                 return -1;
6908
6909         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
6910         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
6911
6912         if (src_nid == dst_nid)
6913                 return -1;
6914
6915         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
6916         if (src_nid == p->numa_preferred_nid) {
6917                 if (env->src_rq->nr_running > env->src_rq->nr_preferred_running)
6918                         return 1;
6919                 else
6920                         return -1;
6921         }
6922
6923         /* Encourage migration to the preferred node. */
6924         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
6925                 return 0;
6926
6927         /* Leaving a core idle is often worse than degrading locality. */
6928         if (env->idle == CPU_IDLE)
6929                 return -1;
6930
6931         dist = node_distance(src_nid, dst_nid);
6932         if (numa_group) {
6933                 src_weight = group_weight(p, src_nid, dist);
6934                 dst_weight = group_weight(p, dst_nid, dist);
6935         } else {
6936                 src_weight = task_weight(p, src_nid, dist);
6937                 dst_weight = task_weight(p, dst_nid, dist);
6938         }
6939
6940         return dst_weight < src_weight;
6941 }
6942
6943 #else
6944 static inline int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
6945                                              struct lb_env *env)
6946 {
6947         return -1;
6948 }
6949 #endif
6950
6951 /*
6952  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
6953  */
6954 static
6955 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6956 {
6957         int tsk_cache_hot;
6958
6959         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6960
6961         /*
6962          * We do not migrate tasks that are:
6963          * 1) throttled_lb_pair, or
6964          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
6965          * 3) running (obviously), or
6966          * 4) are cache-hot on their current CPU.
6967          */
6968         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
6969                 return 0;
6970
6971         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, &p->cpus_allowed)) {
6972                 int cpu;
6973
6974                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
6975
6976                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
6977
6978                 /*
6979                  * Remember if this task can be migrated to any other CPU in
6980                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
6981                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
6982                  *
6983                  * Avoid computing new_dst_cpu for NEWLY_IDLE or if we have
6984                  * already computed one in current iteration.
6985                  */
6986                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
6987                         return 0;
6988
6989                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs: */
6990                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
6991                         if (cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed)) {
6992                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
6993                                 env->new_dst_cpu = cpu;
6994                                 break;
6995                         }
6996                 }
6997
6998                 return 0;
6999         }
7000
7001         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
7002         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
7003
7004         if (task_running(env->src_rq, p)) {
7005                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_running);
7006                 return 0;
7007         }
7008
7009         /*
7010          * Aggressive migration if:
7011          * 1) destination numa is preferred
7012          * 2) task is cache cold, or
7013          * 3) too many balance attempts have failed.
7014          */
7015         tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
7016         if (tsk_cache_hot == -1)
7017                 tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
7018
7019         if (tsk_cache_hot <= 0 ||
7020             env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
7021                 if (tsk_cache_hot == 1) {
7022                         schedstat_inc(env->sd->lb_hot_gained[env->idle]);
7023                         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_forced_migrations);
7024                 }
7025                 return 1;
7026         }
7027
7028         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
7029         return 0;
7030 }
7031
7032 /*
7033  * detach_task() -- detach the task for the migration specified in env
7034  */
7035 static void detach_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7036 {
7037         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7038
7039         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
7040         deactivate_task(env->src_rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
7041         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
7042 }
7043
7044 /*
7045  * detach_one_task() -- tries to dequeue exactly one task from env->src_rq, as
7046  * part of active balancing operations within "domain".
7047  *
7048  * Returns a task if successful and NULL otherwise.
7049  */
7050 static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
7051 {
7052         struct task_struct *p;
7053
7054         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7055
7056         list_for_each_entry_reverse(p,
7057                         &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
7058                 if (!can_migrate_task(p, env))
7059                         continue;
7060
7061                 detach_task(p, env);
7062
7063                 /*
7064                  * Right now, this is only the second place where
7065                  * lb_gained[env->idle] is updated (other is detach_tasks)
7066                  * so we can safely collect stats here rather than
7067                  * inside detach_tasks().
7068                  */
7069                 schedstat_inc(env->sd->lb_gained[env->idle]);
7070                 return p;
7071         }
7072         return NULL;
7073 }
7074
7075 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
7076
7077 /*
7078  * detach_tasks() -- tries to detach up to imbalance weighted load from
7079  * busiest_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
7080  *
7081  * Returns number of detached tasks if successful and 0 otherwise.
7082  */
7083 static int detach_tasks(struct lb_env *env)
7084 {
7085         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
7086         struct task_struct *p;
7087         unsigned long load;
7088         int detached = 0;
7089
7090         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7091
7092         if (env->imbalance <= 0)
7093                 return 0;
7094
7095         while (!list_empty(tasks)) {
7096                 /*
7097                  * We don't want to steal all, otherwise we may be treated likewise,
7098                  * which could at worst lead to a livelock crash.
7099                  */
7100                 if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->src_rq->nr_running <= 1)
7101                         break;
7102
7103                 p = list_last_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
7104
7105                 env->loop++;
7106                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
7107                 if (env->loop > env->loop_max)
7108                         break;
7109
7110                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
7111                 if (env->loop > env->loop_break) {
7112                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
7113                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
7114                         break;
7115                 }
7116
7117                 if (!can_migrate_task(p, env))
7118                         goto next;
7119
7120                 load = task_h_load(p);
7121
7122                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
7123                         goto next;
7124
7125                 if ((load / 2) > env->imbalance)
7126                         goto next;
7127
7128                 detach_task(p, env);
7129                 list_add(&p->se.group_node, &env->tasks);
7130
7131                 detached++;
7132                 env->imbalance -= load;
7133
7134 #ifdef CONFIG_PREEMPT
7135                 /*
7136                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
7137                  * kernels will stop after the first task is detached to minimize
7138                  * the critical section.
7139                  */
7140                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
7141                         break;
7142 #endif
7143
7144                 /*
7145                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
7146                  * weighted load.
7147                  */
7148                 if (env->imbalance <= 0)
7149                         break;
7150
7151                 continue;
7152 next:
7153                 list_move(&p->se.group_node, tasks);
7154         }
7155
7156         /*
7157          * Right now, this is one of only two places we collect this stat
7158          * so we can safely collect detach_one_task() stats here rather
7159          * than inside detach_one_task().
7160          */
7161         schedstat_add(env->sd->lb_gained[env->idle], detached);
7162
7163         return detached;
7164 }
7165
7166 /*
7167  * attach_task() -- attach the task detached by detach_task() to its new rq.
7168  */
7169 static void attach_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7170 {
7171         lockdep_assert_held(&rq->lock);
7172
7173         BUG_ON(task_rq(p) != rq);
7174         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
7175         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
7176         check_preempt_curr(rq, p, 0);
7177 }
7178
7179 /*
7180  * attach_one_task() -- attaches the task returned from detach_one_task() to
7181  * its new rq.
7182  */
7183 static void attach_one_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7184 {
7185         struct rq_flags rf;
7186
7187         rq_lock(rq, &rf);
7188         update_rq_clock(rq);
7189         attach_task(rq, p);
7190         rq_unlock(rq, &rf);
7191 }
7192
7193 /*
7194  * attach_tasks() -- attaches all tasks detached by detach_tasks() to their
7195  * new rq.
7196  */
7197 static void attach_tasks(struct lb_env *env)
7198 {
7199         struct list_head *tasks = &env->tasks;
7200         struct task_struct *p;
7201         struct rq_flags rf;
7202
7203         rq_lock(env->dst_rq, &rf);
7204         update_rq_clock(env->dst_rq);
7205
7206         while (!list_empty(tasks)) {
7207                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
7208                 list_del_init(&p->se.group_node);
7209
7210                 attach_task(env->dst_rq, p);
7211         }
7212
7213         rq_unlock(env->dst_rq, &rf);
7214 }
7215
7216 static inline bool cfs_rq_has_blocked(struct cfs_rq *cfs_rq)
7217 {
7218         if (cfs_rq->avg.load_avg)
7219                 return true;
7220
7221         if (cfs_rq->avg.util_avg)
7222                 return true;
7223
7224         return false;
7225 }
7226
7227 static inline bool others_have_blocked(struct rq *rq)
7228 {
7229         if (READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg))
7230                 return true;
7231
7232         if (READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg))
7233                 return true;
7234
7235 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
7236         if (READ_ONCE(rq->avg_irq.util_avg))
7237                 return true;
7238 #endif
7239
7240         return false;
7241 }
7242
7243 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7244
7245 static inline bool cfs_rq_is_decayed(struct cfs_rq *cfs_rq)
7246 {
7247         if (cfs_rq->load.weight)
7248                 return false;
7249
7250         if (cfs_rq->avg.load_sum)
7251                 return false;
7252
7253         if (cfs_rq->avg.util_sum)
7254                 return false;
7255
7256         if (cfs_rq->avg.runnable_load_sum)
7257                 return false;
7258
7259         return true;
7260 }
7261
7262 static void update_blocked_averages(int cpu)
7263 {
7264         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7265         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
7266         struct rq_flags rf;
7267         bool done = true;
7268
7269         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
7270         update_rq_clock(rq);
7271
7272         /*
7273          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
7274          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
7275          */
7276         for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos) {
7277                 struct sched_entity *se;
7278
7279                 /* throttled entities do not contribute to load */
7280                 if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
7281                         continue;
7282
7283                 if (update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_task(cfs_rq), cfs_rq))
7284                         update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
7285
7286                 /* Propagate pending load changes to the parent, if any: */
7287                 se = cfs_rq->tg->se[cpu];
7288                 if (se && !skip_blocked_update(se))
7289                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, 0);
7290
7291                 /*
7292                  * There can be a lot of idle CPU cgroups.  Don't let fully
7293                  * decayed cfs_rqs linger on the list.
7294                  */
7295                 if (cfs_rq_is_decayed(cfs_rq))
7296                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
7297
7298                 /* Don't need periodic decay once load/util_avg are null */
7299                 if (cfs_rq_has_blocked(cfs_rq))
7300                         done = false;
7301         }
7302         update_rt_rq_load_avg(rq_clock_task(rq), rq, 0);
7303         update_dl_rq_load_avg(rq_clock_task(rq), rq, 0);
7304         update_irq_load_avg(rq, 0);
7305         /* Don't need periodic decay once load/util_avg are null */
7306         if (others_have_blocked(rq))
7307                 done = false;
7308
7309 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7310         rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
7311         if (done)
7312                 rq->has_blocked_load = 0;
7313 #endif
7314         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
7315 }
7316
7317 /*
7318  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
7319  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
7320  * group is a fraction of its parents load.
7321  */
7322 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
7323 {
7324         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
7325         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
7326         unsigned long now = jiffies;
7327         unsigned long load;
7328
7329         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
7330                 return;
7331
7332         cfs_rq->h_load_next = NULL;
7333         for_each_sched_entity(se) {
7334                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7335                 cfs_rq->h_load_next = se;
7336                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
7337                         break;
7338         }
7339
7340         if (!se) {
7341                 cfs_rq->h_load = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
7342                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
7343         }
7344
7345         while ((se = cfs_rq->h_load_next) != NULL) {
7346                 load = cfs_rq->h_load;
7347                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg,
7348                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
7349                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
7350                 cfs_rq->h_load = load;
7351                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
7352         }
7353 }
7354
7355 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
7356 {
7357         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
7358
7359         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
7360         return div64_ul(p->se.avg.load_avg * cfs_rq->h_load,
7361                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
7362 }
7363 #else
7364 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
7365 {
7366         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7367         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
7368         struct rq_flags rf;
7369
7370         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
7371         update_rq_clock(rq);
7372         update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_task(cfs_rq), cfs_rq);
7373         update_rt_rq_load_avg(rq_clock_task(rq), rq, 0);
7374         update_dl_rq_load_avg(rq_clock_task(rq), rq, 0);
7375         update_irq_load_avg(rq, 0);
7376 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7377         rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
7378         if (!cfs_rq_has_blocked(cfs_rq) && !others_have_blocked(rq))
7379                 rq->has_blocked_load = 0;
7380 #endif
7381         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
7382 }
7383
7384 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
7385 {
7386         return p->se.avg.load_avg;
7387 }
7388 #endif
7389
7390 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
7391
7392 enum group_type {
7393         group_other = 0,
7394         group_imbalanced,
7395         group_overloaded,
7396 };
7397
7398 /*
7399  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
7400  */
7401 struct sg_lb_stats {
7402         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
7403         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
7404         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
7405         unsigned long load_per_task;
7406         unsigned long group_capacity;
7407         unsigned long group_util; /* Total utilization of the group */
7408         unsigned int sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
7409         unsigned int idle_cpus;
7410         unsigned int group_weight;
7411         enum group_type group_type;
7412         int group_no_capacity;
7413 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7414         unsigned int nr_numa_running;
7415         unsigned int nr_preferred_running;
7416 #endif
7417 };
7418
7419 /*
7420  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
7421  *               during load balancing.
7422  */
7423 struct sd_lb_stats {
7424         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
7425         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
7426         unsigned long total_running;
7427         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
7428         unsigned long total_capacity;   /* Total capacity of all groups in sd */
7429         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
7430
7431         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
7432         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
7433 };
7434
7435 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
7436 {
7437         /*
7438          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
7439          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
7440          * We must however clear busiest_stat::avg_load because
7441          * update_sd_pick_busiest() reads this before assignment.
7442          */
7443         *sds = (struct sd_lb_stats){
7444                 .busiest = NULL,
7445                 .local = NULL,
7446                 .total_running = 0UL,
7447                 .total_load = 0UL,
7448                 .total_capacity = 0UL,
7449                 .busiest_stat = {
7450                         .avg_load = 0UL,
7451                         .sum_nr_running = 0,
7452                         .group_type = group_other,
7453                 },
7454         };
7455 }
7456
7457 /**
7458  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
7459  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
7460  * @idle: The idle status of the CPU for whose sd load_idx is obtained.
7461  *
7462  * Return: The load index.
7463  */
7464 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
7465                                         enum cpu_idle_type idle)
7466 {
7467         int load_idx;
7468
7469         switch (idle) {
7470         case CPU_NOT_IDLE:
7471                 load_idx = sd->busy_idx;
7472                 break;
7473
7474         case CPU_NEWLY_IDLE:
7475                 load_idx = sd->newidle_idx;
7476                 break;
7477         default:
7478                 load_idx = sd->idle_idx;
7479                 break;
7480         }
7481
7482         return load_idx;
7483 }
7484
7485 static unsigned long scale_rt_capacity(int cpu)
7486 {
7487         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7488         unsigned long max = arch_scale_cpu_capacity(NULL, cpu);
7489         unsigned long used, free;
7490         unsigned long irq;
7491
7492         irq = cpu_util_irq(rq);
7493
7494         if (unlikely(irq >= max))
7495                 return 1;
7496
7497         used = READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg);
7498         used += READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg);
7499
7500         if (unlikely(used >= max))
7501                 return 1;
7502
7503         free = max - used;
7504
7505         return scale_irq_capacity(free, irq, max);
7506 }
7507
7508 static void update_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7509 {
7510         unsigned long capacity = scale_rt_capacity(cpu);
7511         struct sched_group *sdg = sd->groups;
7512
7513         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig = arch_scale_cpu_capacity(sd, cpu);
7514
7515         if (!capacity)
7516                 capacity = 1;
7517
7518         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity = capacity;
7519         sdg->sgc->capacity = capacity;
7520         sdg->sgc->min_capacity = capacity;
7521 }
7522
7523 void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7524 {
7525         struct sched_domain *child = sd->child;
7526         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
7527         unsigned long capacity, min_capacity;
7528         unsigned long interval;
7529
7530         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
7531         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
7532         sdg->sgc->next_update = jiffies + interval;
7533
7534         if (!child) {
7535                 update_cpu_capacity(sd, cpu);
7536                 return;
7537         }
7538
7539         capacity = 0;
7540         min_capacity = ULONG_MAX;
7541
7542         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
7543                 /*
7544                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
7545                  * span the current group.
7546                  */
7547
7548                 for_each_cpu(cpu, sched_group_span(sdg)) {
7549                         struct sched_group_capacity *sgc;
7550                         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7551
7552                         /*
7553                          * build_sched_domains() -> init_sched_groups_capacity()
7554                          * gets here before we've attached the domains to the
7555                          * runqueues.
7556                          *
7557                          * Use capacity_of(), which is set irrespective of domains
7558                          * in update_cpu_capacity().
7559                          *
7560                          * This avoids capacity from being 0 and
7561                          * causing divide-by-zero issues on boot.
7562                          */
7563                         if (unlikely(!rq->sd)) {
7564                                 capacity += capacity_of(cpu);
7565                         } else {
7566                                 sgc = rq->sd->groups->sgc;
7567                                 capacity += sgc->capacity;
7568                         }
7569
7570                         min_capacity = min(capacity, min_capacity);
7571                 }
7572         } else  {
7573                 /*
7574                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
7575                  * span the current group.
7576                  */
7577
7578                 group = child->groups;
7579                 do {
7580                         struct sched_group_capacity *sgc = group->sgc;
7581
7582                         capacity += sgc->capacity;
7583                         min_capacity = min(sgc->min_capacity, min_capacity);
7584                         group = group->next;
7585                 } while (group != child->groups);
7586         }
7587
7588         sdg->sgc->capacity = capacity;
7589         sdg->sgc->min_capacity = min_capacity;
7590 }
7591
7592 /*
7593  * Check whether the capacity of the rq has been noticeably reduced by side
7594  * activity. The imbalance_pct is used for the threshold.
7595  * Return true is the capacity is reduced
7596  */
7597 static inline int
7598 check_cpu_capacity(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
7599 {
7600         return ((rq->cpu_capacity * sd->imbalance_pct) <
7601                                 (rq->cpu_capacity_orig * 100));
7602 }
7603
7604 /*
7605  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
7606  * groups is inadequate due to ->cpus_allowed constraints.
7607  *
7608  * Imagine a situation of two groups of 4 CPUs each and 4 tasks each with a
7609  * cpumask covering 1 CPU of the first group and 3 CPUs of the second group.
7610  * Something like:
7611  *
7612  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
7613  *              *     * * *
7614  *
7615  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
7616  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
7617  * cpu 3 and leave one of the CPUs in the second group unused.
7618  *
7619  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
7620  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
7621  * moving tasks due to affinity constraints.
7622  *
7623  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
7624  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
7625  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
7626  * to create an effective group imbalance.
7627  *
7628  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
7629  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
7630  * subtle and fragile situation.
7631  */
7632
7633 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
7634 {
7635         return group->sgc->imbalance;
7636 }
7637
7638 /*
7639  * group_has_capacity returns true if the group has spare capacity that could
7640  * be used by some tasks.
7641  * We consider that a group has spare capacity if the  * number of task is
7642  * smaller than the number of CPUs or if the utilization is lower than the
7643  * available capacity for CFS tasks.
7644  * For the latter, we use a threshold to stabilize the state, to take into
7645  * account the variance of the tasks' load and to return true if the available
7646  * capacity in meaningful for the load balancer.
7647  * As an example, an available capacity of 1% can appear but it doesn't make
7648  * any benefit for the load balance.
7649  */
7650 static inline bool
7651 group_has_capacity(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
7652 {
7653         if (sgs->sum_nr_running < sgs->group_weight)
7654                 return true;
7655
7656         if ((sgs->group_capacity * 100) >
7657                         (sgs->group_util * env->sd->imbalance_pct))
7658                 return true;
7659
7660         return false;
7661 }
7662
7663 /*
7664  *  group_is_overloaded returns true if the group has more tasks than it can
7665  *  handle.
7666  *  group_is_overloaded is not equals to !group_has_capacity because a group
7667  *  with the exact right number of tasks, has no more spare capacity but is not
7668  *  overloaded so both group_has_capacity and group_is_overloaded return
7669  *  false.
7670  */
7671 static inline bool
7672 group_is_overloaded(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
7673 {
7674         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight)
7675                 return false;
7676
7677         if ((sgs->group_capacity * 100) <
7678                         (sgs->group_util * env->sd->imbalance_pct))
7679                 return true;
7680
7681         return false;
7682 }
7683
7684 /*
7685  * group_smaller_cpu_capacity: Returns true if sched_group sg has smaller
7686  * per-CPU capacity than sched_group ref.
7687  */
7688 static inline bool
7689 group_smaller_cpu_capacity(struct sched_group *sg, struct sched_group *ref)
7690 {
7691         return sg->sgc->min_capacity * capacity_margin <
7692                                                 ref->sgc->min_capacity * 1024;
7693 }
7694
7695 static inline enum
7696 group_type group_classify(struct sched_group *group,
7697                           struct sg_lb_stats *sgs)
7698 {
7699         if (sgs->group_no_capacity)
7700                 return group_overloaded;
7701
7702         if (sg_imbalanced(group))
7703                 return group_imbalanced;
7704
7705         return group_other;
7706 }
7707
7708 static bool update_nohz_stats(struct rq *rq, bool force)
7709 {
7710 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7711         unsigned int cpu = rq->cpu;
7712
7713         if (!rq->has_blocked_load)
7714                 return false;
7715
7716         if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))
7717                 return false;
7718
7719         if (!force && !time_after(jiffies, rq->last_blocked_load_update_tick))
7720                 return true;
7721
7722         update_blocked_averages(cpu);
7723
7724         return rq->has_blocked_load;
7725 #else
7726         return false;
7727 #endif
7728 }
7729
7730 /**
7731  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
7732  * @env: The load balancing environment.
7733  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
7734  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
7735  * @local_group: Does group contain this_cpu.
7736  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
7737  * @overload: Indicate more than one runnable task for any CPU.
7738  */
7739 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
7740                         struct sched_group *group, int load_idx,
7741                         int local_group, struct sg_lb_stats *sgs,
7742                         bool *overload)
7743 {
7744         unsigned long load;
7745         int i, nr_running;
7746
7747         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
7748
7749         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
7750                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
7751
7752                 if ((env->flags & LBF_NOHZ_STATS) && update_nohz_stats(rq, false))
7753                         env->flags |= LBF_NOHZ_AGAIN;
7754
7755                 /* Bias balancing toward CPUs of our domain: */
7756                 if (local_group)
7757                         load = target_load(i, load_idx);
7758                 else
7759                         load = source_load(i, load_idx);
7760
7761                 sgs->group_load += load;
7762                 sgs->group_util += cpu_util(i);
7763                 sgs->sum_nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
7764
7765                 nr_running = rq->nr_running;
7766                 if (nr_running > 1)
7767                         *overload = true;
7768
7769 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7770                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
7771                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
7772 #endif
7773                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(rq);
7774                 /*
7775                  * No need to call idle_cpu() if nr_running is not 0
7776                  */
7777                 if (!nr_running && idle_cpu(i))
7778                         sgs->idle_cpus++;
7779         }
7780
7781         /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
7782         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
7783         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_CAPACITY_SCALE) / sgs->group_capacity;
7784
7785         if (sgs->sum_nr_running)
7786                 sgs->load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
7787
7788         sgs->group_weight = group->group_weight;
7789
7790         sgs->group_no_capacity = group_is_overloaded(env, sgs);
7791         sgs->group_type = group_classify(group, sgs);
7792 }
7793
7794 /**
7795  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
7796  * @env: The load balancing environment.
7797  * @sds: sched_domain statistics
7798  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
7799  * @sgs: sched_group statistics
7800  *
7801  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
7802  * busiest group.
7803  *
7804  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
7805  * busiest group. %false otherwise.
7806  */
7807 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
7808                                    struct sd_lb_stats *sds,
7809                                    struct sched_group *sg,
7810                                    struct sg_lb_stats *sgs)
7811 {
7812         struct sg_lb_stats *busiest = &sds->busiest_stat;
7813
7814         if (sgs->group_type > busiest->group_type)
7815                 return true;
7816
7817         if (sgs->group_type < busiest->group_type)
7818                 return false;
7819
7820         if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
7821                 return false;
7822
7823         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY))
7824                 goto asym_packing;
7825
7826         /*
7827          * Candidate sg has no more than one task per CPU and
7828          * has higher per-CPU capacity. Migrating tasks to less
7829          * capable CPUs may harm throughput. Maximize throughput,
7830          * power/energy consequences are not considered.
7831          */
7832         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight &&
7833             group_smaller_cpu_capacity(sds->local, sg))
7834                 return false;
7835
7836 asym_packing:
7837         /* This is the busiest node in its class. */
7838         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
7839                 return true;
7840
7841         /* No ASYM_PACKING if target CPU is already busy */
7842         if (env->idle == CPU_NOT_IDLE)
7843                 return true;
7844         /*
7845          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the highest
7846          * prority CPUs in the group, therefore mark all groups
7847          * of lower priority than ourself as busy.
7848          */
7849         if (sgs->sum_nr_running &&
7850             sched_asym_prefer(env->dst_cpu, sg->asym_prefer_cpu)) {
7851                 if (!sds->busiest)
7852                         return true;
7853
7854                 /* Prefer to move from lowest priority CPU's work */
7855                 if (sched_asym_prefer(sds->busiest->asym_prefer_cpu,
7856                                       sg->asym_prefer_cpu))
7857                         return true;
7858         }
7859
7860         return false;
7861 }
7862
7863 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7864 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
7865 {
7866         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_numa_running)
7867                 return regular;
7868         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
7869                 return remote;
7870         return all;
7871 }
7872
7873 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
7874 {
7875         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
7876                 return regular;
7877         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
7878                 return remote;
7879         return all;
7880 }
7881 #else
7882 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
7883 {
7884         return all;
7885 }
7886
7887 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
7888 {
7889         return regular;
7890 }
7891 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
7892
7893 /**
7894  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
7895  * @env: The load balancing environment.
7896  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
7897  */
7898 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
7899 {
7900         struct sched_domain *child = env->sd->child;
7901         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
7902         struct sg_lb_stats *local = &sds->local_stat;
7903         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
7904         int load_idx, prefer_sibling = 0;
7905         bool overload = false;
7906
7907         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
7908                 prefer_sibling = 1;
7909
7910 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7911         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && READ_ONCE(nohz.has_blocked))
7912                 env->flags |= LBF_NOHZ_STATS;
7913 #endif
7914
7915         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
7916
7917         do {
7918                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
7919                 int local_group;
7920
7921                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_span(sg));
7922                 if (local_group) {
7923                         sds->local = sg;
7924                         sgs = local;
7925
7926                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
7927                             time_after_eq(jiffies, sg->sgc->next_update))
7928                                 update_group_capacity(env->sd, env->dst_cpu);
7929                 }
7930
7931                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, sgs,
7932                                                 &overload);
7933
7934                 if (local_group)
7935                         goto next_group;
7936
7937                 /*
7938                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
7939                  * first, lower the sg capacity so that we'll try
7940                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
7941                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
7942                  * these excess tasks. The extra check prevents the case where
7943                  * you always pull from the heaviest group when it is already
7944                  * under-utilized (possible with a large weight task outweighs
7945                  * the tasks on the system).
7946                  */
7947                 if (prefer_sibling && sds->local &&
7948                     group_has_capacity(env, local) &&
7949                     (sgs->sum_nr_running > local->sum_nr_running + 1)) {
7950                         sgs->group_no_capacity = 1;
7951                         sgs->group_type = group_classify(sg, sgs);
7952                 }
7953
7954                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
7955                         sds->busiest = sg;
7956                         sds->busiest_stat = *sgs;
7957                 }
7958
7959 next_group:
7960                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
7961                 sds->total_running += sgs->sum_nr_running;
7962                 sds->total_load += sgs->group_load;
7963                 sds->total_capacity += sgs->group_capacity;
7964
7965                 sg = sg->next;
7966         } while (sg != env->sd->groups);
7967
7968 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7969         if ((env->flags & LBF_NOHZ_AGAIN) &&
7970             cpumask_subset(nohz.idle_cpus_mask, sched_domain_span(env->sd))) {
7971
7972                 WRITE_ONCE(nohz.next_blocked,
7973                            jiffies + msecs_to_jiffies(LOAD_AVG_PERIOD));
7974         }
7975 #endif
7976
7977         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
7978                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
7979
7980         if (!env->sd->parent) {
7981                 /* update overload indicator if we are at root domain */
7982                 if (env->dst_rq->rd->overload != overload)
7983                         env->dst_rq->rd->overload = overload;
7984         }
7985 }
7986
7987 /**
7988  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
7989  *                      sched domain.
7990  *
7991  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
7992  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
7993  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
7994  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
7995  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
7996  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
7997  *
7998  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
7999  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
8000  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
8001  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
8002  * number.
8003  *
8004  * Return: 1 when packing is required and a task should be moved to
8005  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in env->imbalance.
8006  *
8007  * @env: The load balancing environment.
8008  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
8009  */
8010 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8011 {
8012         int busiest_cpu;
8013
8014         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
8015                 return 0;
8016
8017         if (env->idle == CPU_NOT_IDLE)
8018                 return 0;
8019
8020         if (!sds->busiest)
8021                 return 0;
8022
8023         busiest_cpu = sds->busiest->asym_prefer_cpu;
8024         if (sched_asym_prefer(busiest_cpu, env->dst_cpu))
8025                 return 0;
8026
8027         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
8028                 sds->busiest_stat.avg_load * sds->busiest_stat.group_capacity,
8029                 SCHED_CAPACITY_SCALE);
8030
8031         return 1;
8032 }
8033
8034 /**
8035  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
8036  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
8037  *                      load balancing.
8038  * @env: The load balancing environment.
8039  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
8040  */
8041 static inline
8042 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8043 {
8044         unsigned long tmp, capa_now = 0, capa_move = 0;
8045         unsigned int imbn = 2;
8046         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
8047         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
8048
8049         local = &sds->local_stat;
8050         busiest = &sds->busiest_stat;
8051
8052         if (!local->sum_nr_running)
8053                 local->load_per_task = cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
8054         else if (busiest->load_per_task > local->load_per_task)
8055                 imbn = 1;
8056
8057         scaled_busy_load_per_task =
8058                 (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8059                 busiest->group_capacity;
8060
8061         if (busiest->avg_load + scaled_busy_load_per_task >=
8062             local->avg_load + (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
8063                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
8064                 return;
8065         }
8066
8067         /*
8068          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
8069          * however we may be able to increase total CPU capacity used by
8070          * moving them.
8071          */
8072
8073         capa_now += busiest->group_capacity *
8074                         min(busiest->load_per_task, busiest->avg_load);
8075         capa_now += local->group_capacity *
8076                         min(local->load_per_task, local->avg_load);
8077         capa_now /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
8078
8079         /* Amount of load we'd subtract */
8080         if (busiest->avg_load > scaled_busy_load_per_task) {
8081                 capa_move += busiest->group_capacity *
8082                             min(busiest->load_per_task,
8083                                 busiest->avg_load - scaled_busy_load_per_task);
8084         }
8085
8086         /* Amount of load we'd add */
8087         if (busiest->avg_load * busiest->group_capacity <
8088             busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) {
8089                 tmp = (busiest->avg_load * busiest->group_capacity) /
8090                       local->group_capacity;
8091         } else {
8092                 tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8093                       local->group_capacity;
8094         }
8095         capa_move += local->group_capacity *
8096                     min(local->load_per_task, local->avg_load + tmp);
8097         capa_move /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
8098
8099         /* Move if we gain throughput */
8100         if (capa_move > capa_now)
8101                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
8102 }
8103
8104 /**
8105  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
8106  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
8107  * @env: load balance environment
8108  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
8109  */
8110 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8111 {
8112         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
8113         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
8114
8115         local = &sds->local_stat;
8116         busiest = &sds->busiest_stat;
8117
8118         if (busiest->group_type == group_imbalanced) {
8119                 /*
8120                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
8121                  * to ensure CPU-load equilibrium, look at wider averages. XXX
8122                  */
8123                 busiest->load_per_task =
8124                         min(busiest->load_per_task, sds->avg_load);
8125         }
8126
8127         /*
8128          * Avg load of busiest sg can be less and avg load of local sg can
8129          * be greater than avg load across all sgs of sd because avg load
8130          * factors in sg capacity and sgs with smaller group_type are
8131          * skipped when updating the busiest sg:
8132          */
8133         if (busiest->avg_load <= sds->avg_load ||
8134             local->avg_load >= sds->avg_load) {
8135                 env->imbalance = 0;
8136                 return fix_small_imbalance(env, sds);
8137         }
8138
8139         /*
8140          * If there aren't any idle CPUs, avoid creating some.
8141          */
8142         if (busiest->group_type == group_overloaded &&
8143             local->group_type   == group_overloaded) {
8144                 load_above_capacity = busiest->sum_nr_running * SCHED_CAPACITY_SCALE;
8145                 if (load_above_capacity > busiest->group_capacity) {
8146                         load_above_capacity -= busiest->group_capacity;
8147                         load_above_capacity *= scale_load_down(NICE_0_LOAD);
8148                         load_above_capacity /= busiest->group_capacity;
8149                 } else
8150                         load_above_capacity = ~0UL;
8151         }
8152
8153         /*
8154          * We're trying to get all the CPUs to the average_load, so we don't
8155          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
8156          * reduce the max loaded CPU below the average load. At the same time,
8157          * we also don't want to reduce the group load below the group
8158          * capacity. Thus we look for the minimum possible imbalance.
8159          */
8160         max_pull = min(busiest->avg_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
8161
8162         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
8163         env->imbalance = min(
8164                 max_pull * busiest->group_capacity,
8165                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_capacity
8166         ) / SCHED_CAPACITY_SCALE;
8167
8168         /*
8169          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
8170          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
8171          * a think about bumping its value to force at least one task to be
8172          * moved
8173          */
8174         if (env->imbalance < busiest->load_per_task)
8175                 return fix_small_imbalance(env, sds);
8176 }
8177
8178 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
8179
8180 /**
8181  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
8182  * if there is an imbalance.
8183  *
8184  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
8185  * to restore balance.
8186  *
8187  * @env: The load balancing environment.
8188  *
8189  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
8190  */
8191 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
8192 {
8193         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
8194         struct sd_lb_stats sds;
8195
8196         init_sd_lb_stats(&sds);
8197
8198         /*
8199          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
8200          * this level.
8201          */
8202         update_sd_lb_stats(env, &sds);
8203         local = &sds.local_stat;
8204         busiest = &sds.busiest_stat;
8205
8206         /* ASYM feature bypasses nice load balance check */
8207         if (check_asym_packing(env, &sds))
8208                 return sds.busiest;
8209
8210         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
8211         if (!sds.busiest || busiest->sum_nr_running == 0)
8212                 goto out_balanced;
8213
8214         /* XXX broken for overlapping NUMA groups */
8215         sds.avg_load = (SCHED_CAPACITY_SCALE * sds.total_load)
8216                                                 / sds.total_capacity;
8217
8218         /*
8219          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
8220          * work because they assume all things are equal, which typically
8221          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
8222          */
8223         if (busiest->group_type == group_imbalanced)
8224                 goto force_balance;
8225
8226         /*
8227          * When dst_cpu is idle, prevent SMP nice and/or asymmetric group
8228          * capacities from resulting in underutilization due to avg_load.
8229          */
8230         if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && group_has_capacity(env, local) &&
8231             busiest->group_no_capacity)
8232                 goto force_balance;
8233
8234         /*
8235          * If the local group is busier than the selected busiest group
8236          * don't try and pull any tasks.
8237          */
8238         if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
8239                 goto out_balanced;
8240
8241         /*
8242          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
8243          * average load.
8244          */
8245         if (local->avg_load >= sds.avg_load)
8246                 goto out_balanced;
8247
8248         if (env->idle == CPU_IDLE) {
8249                 /*
8250                  * This CPU is idle. If the busiest group is not overloaded
8251                  * and there is no imbalance between this and busiest group
8252                  * wrt idle CPUs, it is balanced. The imbalance becomes
8253                  * significant if the diff is greater than 1 otherwise we
8254                  * might end up to just move the imbalance on another group
8255                  */
8256                 if ((busiest->group_type != group_overloaded) &&
8257                                 (local->idle_cpus <= (busiest->idle_cpus + 1)))
8258                         goto out_balanced;
8259         } else {
8260                 /*
8261                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
8262                  * imbalance_pct to be conservative.
8263                  */
8264                 if (100 * busiest->avg_load <=
8265                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
8266                         goto out_balanced;
8267         }
8268
8269 force_balance:
8270         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
8271         calculate_imbalance(env, &sds);
8272         return sds.busiest;
8273
8274 out_balanced:
8275         env->imbalance = 0;
8276         return NULL;
8277 }
8278
8279 /*
8280  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the CPUs in the group.
8281  */
8282 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
8283                                      struct sched_group *group)
8284 {
8285         struct rq *busiest = NULL, *rq;
8286         unsigned long busiest_load = 0, busiest_capacity = 1;
8287         int i;
8288
8289         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
8290                 unsigned long capacity, wl;
8291                 enum fbq_type rt;
8292
8293                 rq = cpu_rq(i);
8294                 rt = fbq_classify_rq(rq);
8295
8296                 /*
8297                  * We classify groups/runqueues into three groups:
8298                  *  - regular: there are !numa tasks
8299                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
8300                  *  - all:     there is no distinction
8301                  *
8302                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
8303                  * ignore those when there's better options.
8304                  *
8305                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
8306                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
8307                  * queue by moving tasks around inside the node.
8308                  *
8309                  * If we cannot move enough load due to this classification
8310                  * the next pass will adjust the group classification and
8311                  * allow migration of more tasks.
8312                  *
8313                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
8314                  */
8315                 if (rt > env->fbq_type)
8316                         continue;
8317
8318                 capacity = capacity_of(i);
8319
8320                 wl = weighted_cpuload(rq);
8321
8322                 /*
8323                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
8324                  * which is not scaled with the CPU capacity.
8325                  */
8326
8327                 if (rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance &&
8328                     !check_cpu_capacity(rq, env->sd))
8329                         continue;
8330
8331                 /*
8332                  * For the load comparisons with the other CPU's, consider
8333                  * the weighted_cpuload() scaled with the CPU capacity, so
8334                  * that the load can be moved away from the CPU that is
8335                  * potentially running at a lower capacity.
8336                  *
8337                  * Thus we're looking for max(wl_i / capacity_i), crosswise
8338                  * multiplication to rid ourselves of the division works out
8339                  * to: wl_i * capacity_j > wl_j * capacity_i;  where j is
8340                  * our previous maximum.
8341                  */
8342                 if (wl * busiest_capacity > busiest_load * capacity) {
8343                         busiest_load = wl;
8344                         busiest_capacity = capacity;
8345                         busiest = rq;
8346                 }
8347         }
8348
8349         return busiest;
8350 }
8351
8352 /*
8353  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
8354  * so long as it is large enough.
8355  */
8356 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
8357
8358 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
8359 {
8360         struct sched_domain *sd = env->sd;
8361
8362         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
8363
8364                 /*
8365                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
8366                  * lower priority CPUs in order to pack all tasks in the
8367                  * highest priority CPUs.
8368                  */
8369                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) &&
8370                     sched_asym_prefer(env->dst_cpu, env->src_cpu))
8371                         return 1;
8372         }
8373
8374         /*
8375          * The dst_cpu is idle and the src_cpu CPU has only 1 CFS task.
8376          * It's worth migrating the task if the src_cpu's capacity is reduced
8377          * because of other sched_class or IRQs if more capacity stays
8378          * available on dst_cpu.
8379          */
8380         if ((env->idle != CPU_NOT_IDLE) &&
8381             (env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1)) {
8382                 if ((check_cpu_capacity(env->src_rq, sd)) &&
8383                     (capacity_of(env->src_cpu)*sd->imbalance_pct < capacity_of(env->dst_cpu)*100))
8384                         return 1;
8385         }
8386
8387         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
8388 }
8389
8390 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
8391
8392 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
8393 {
8394         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
8395         int cpu, balance_cpu = -1;
8396
8397         /*
8398          * Ensure the balancing environment is consistent; can happen
8399          * when the softirq triggers 'during' hotplug.
8400          */
8401         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, env->cpus))
8402                 return 0;
8403
8404         /*
8405          * In the newly idle case, we will allow all the CPUs
8406          * to do the newly idle load balance.
8407          */
8408         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
8409                 return 1;
8410
8411         /* Try to find first idle CPU */
8412         for_each_cpu_and(cpu, group_balance_mask(sg), env->cpus) {
8413                 if (!idle_cpu(cpu))
8414                         continue;
8415
8416                 balance_cpu = cpu;
8417                 break;
8418         }
8419
8420         if (balance_cpu == -1)
8421                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
8422
8423         /*
8424          * First idle CPU or the first CPU(busiest) in this sched group
8425          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
8426          */
8427         return balance_cpu == env->dst_cpu;
8428 }
8429
8430 /*
8431  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
8432  * tasks if there is an imbalance.
8433  */
8434 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
8435                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
8436                         int *continue_balancing)
8437 {
8438         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
8439         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
8440         struct sched_group *group;
8441         struct rq *busiest;
8442         struct rq_flags rf;
8443         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(load_balance_mask);
8444
8445         struct lb_env env = {
8446                 .sd             = sd,
8447                 .dst_cpu        = this_cpu,
8448                 .dst_rq         = this_rq,
8449                 .dst_grpmask    = sched_group_span(sd->groups),
8450                 .idle           = idle,
8451                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
8452                 .cpus           = cpus,
8453                 .fbq_type       = all,
8454                 .tasks          = LIST_HEAD_INIT(env.tasks),
8455         };
8456
8457         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), cpu_active_mask);
8458
8459         schedstat_inc(sd->lb_count[idle]);
8460
8461 redo:
8462         if (!should_we_balance(&env)) {
8463                 *continue_balancing = 0;
8464                 goto out_balanced;
8465         }
8466
8467         group = find_busiest_group(&env);
8468         if (!group) {
8469                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyg[idle]);
8470                 goto out_balanced;
8471         }
8472
8473         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
8474         if (!busiest) {
8475                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyq[idle]);
8476                 goto out_balanced;
8477         }
8478
8479         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
8480
8481         schedstat_add(sd->lb_imbalance[idle], env.imbalance);
8482
8483         env.src_cpu = busiest->cpu;
8484         env.src_rq = busiest;
8485
8486         ld_moved = 0;
8487         if (busiest->nr_running > 1) {
8488                 /*
8489                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
8490                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
8491                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
8492                  * correctly treated as an imbalance.
8493                  */
8494                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
8495                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
8496
8497 more_balance:
8498                 rq_lock_irqsave(busiest, &rf);
8499                 update_rq_clock(busiest);
8500
8501                 /*
8502                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
8503                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
8504                  */
8505                 cur_ld_moved = detach_tasks(&env);
8506
8507                 /*
8508                  * We've detached some tasks from busiest_rq. Every
8509                  * task is masked "TASK_ON_RQ_MIGRATING", so we can safely
8510                  * unlock busiest->lock, and we are able to be sure
8511                  * that nobody can manipulate the tasks in parallel.
8512                  * See task_rq_lock() family for the details.
8513                  */
8514
8515                 rq_unlock(busiest, &rf);
8516
8517                 if (cur_ld_moved) {
8518                         attach_tasks(&env);
8519                         ld_moved += cur_ld_moved;
8520                 }
8521
8522                 local_irq_restore(rf.flags);
8523
8524                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
8525                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
8526                         goto more_balance;
8527                 }
8528
8529                 /*
8530                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
8531                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
8532                  * where they can run. The upper limit on how many times we
8533                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of CPUs in our
8534                  * sched_group.
8535                  *
8536                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
8537                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
8538                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
8539                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
8540                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
8541                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
8542                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
8543                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
8544                  * This however should not happen so much in practice and
8545                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
8546                  * excess load moved.
8547                  */
8548                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
8549
8550                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs */
8551                         cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
8552
8553                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
8554                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
8555                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
8556                         env.loop         = 0;
8557                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
8558
8559                         /*
8560                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
8561                          * need to continue with same src_cpu.
8562                          */
8563                         goto more_balance;
8564                 }
8565
8566                 /*
8567                  * We failed to reach balance because of affinity.
8568                  */
8569                 if (sd_parent) {
8570                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
8571
8572                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0)
8573                                 *group_imbalance = 1;
8574                 }
8575
8576                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
8577                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
8578                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
8579                         /*
8580                          * Attempting to continue load balancing at the current
8581                          * sched_domain level only makes sense if there are
8582                          * active CPUs remaining as possible busiest CPUs to
8583                          * pull load from which are not contained within the
8584                          * destination group that is receiving any migrated
8585                          * load.
8586                          */
8587                         if (!cpumask_subset(cpus, env.dst_grpmask)) {
8588                                 env.loop = 0;
8589                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
8590                                 goto redo;
8591                         }
8592                         goto out_all_pinned;
8593                 }
8594         }
8595
8596         if (!ld_moved) {
8597                 schedstat_inc(sd->lb_failed[idle]);
8598                 /*
8599                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
8600                  * We do not want newidle balance, which can be very
8601                  * frequent, pollute the failure counter causing
8602                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
8603                  */
8604                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
8605                         sd->nr_balance_failed++;
8606
8607                 if (need_active_balance(&env)) {
8608                         unsigned long flags;
8609
8610                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
8611
8612                         /*
8613                          * Don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
8614                          * if the curr task on busiest CPU can't be
8615                          * moved to this_cpu:
8616                          */
8617                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &busiest->curr->cpus_allowed)) {
8618                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
8619                                                             flags);
8620                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
8621                                 goto out_one_pinned;
8622                         }
8623
8624                         /*
8625                          * ->active_balance synchronizes accesses to
8626                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
8627                          * only after active load balance is finished.
8628                          */
8629                         if (!busiest->active_balance) {
8630                                 busiest->active_balance = 1;
8631                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
8632                                 active_balance = 1;
8633                         }
8634                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
8635
8636                         if (active_balance) {
8637                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
8638                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
8639                                         &busiest->active_balance_work);
8640                         }
8641
8642                         /* We've kicked active balancing, force task migration. */
8643                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
8644                 }
8645         } else
8646                 sd->nr_balance_failed = 0;
8647
8648         if (likely(!active_balance)) {
8649                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
8650                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
8651         } else {
8652                 /*
8653                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
8654                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
8655                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
8656                  * detach_tasks).
8657                  */
8658                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
8659                         sd->balance_interval *= 2;
8660         }
8661
8662         goto out;
8663
8664 out_balanced:
8665         /*
8666          * We reach balance although we may have faced some affinity
8667          * constraints. Clear the imbalance flag if it was set.
8668          */
8669         if (sd_parent) {
8670                 int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
8671
8672                 if (*group_imbalance)
8673                         *group_imbalance = 0;
8674         }
8675
8676 out_all_pinned:
8677         /*
8678          * We reach balance because all tasks are pinned at this level so
8679          * we can't migrate them. Let the imbalance flag set so parent level
8680          * can try to migrate them.
8681          */
8682         schedstat_inc(sd->lb_balanced[idle]);
8683
8684         sd->nr_balance_failed = 0;
8685
8686 out_one_pinned:
8687         /* tune up the balancing interval */
8688         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
8689                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
8690                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
8691                 sd->balance_interval *= 2;
8692
8693         ld_moved = 0;
8694 out:
8695         return ld_moved;
8696 }
8697
8698 static inline unsigned long
8699 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
8700 {
8701         unsigned long interval = sd->balance_interval;
8702
8703         if (cpu_busy)
8704                 interval *= sd->busy_factor;
8705
8706         /* scale ms to jiffies */
8707         interval = msecs_to_jiffies(interval);
8708         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
8709
8710         return interval;
8711 }
8712
8713 static inline void
8714 update_next_balance(struct sched_domain *sd, unsigned long *next_balance)
8715 {
8716         unsigned long interval, next;
8717
8718         /* used by idle balance, so cpu_busy = 0 */
8719         interval = get_sd_balance_interval(sd, 0);
8720         next = sd->last_balance + interval;
8721
8722         if (time_after(*next_balance, next))
8723                 *next_balance = next;
8724 }
8725
8726 /*
8727  * active_load_balance_cpu_stop is run by the CPU stopper. It pushes
8728  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
8729  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
8730  * avoids physical / logical imbalances.
8731  */
8732 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
8733 {
8734         struct rq *busiest_rq = data;
8735         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
8736         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
8737         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
8738         struct sched_domain *sd;
8739         struct task_struct *p = NULL;
8740         struct rq_flags rf;
8741
8742         rq_lock_irq(busiest_rq, &rf);
8743         /*
8744          * Between queueing the stop-work and running it is a hole in which
8745          * CPUs can become inactive. We should not move tasks from or to
8746          * inactive CPUs.
8747          */
8748         if (!cpu_active(busiest_cpu) || !cpu_active(target_cpu))
8749                 goto out_unlock;
8750
8751         /* Make sure the requested CPU hasn't gone down in the meantime: */
8752         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
8753                      !busiest_rq->active_balance))
8754                 goto out_unlock;
8755
8756         /* Is there any task to move? */
8757         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
8758                 goto out_unlock;
8759
8760         /*
8761          * This condition is "impossible", if it occurs
8762          * we need to fix it. Originally reported by
8763          * Bjorn Helgaas on a 128-CPU setup.
8764          */
8765         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
8766
8767         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
8768         rcu_read_lock();
8769         for_each_domain(target_cpu, sd) {
8770                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
8771                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
8772                                 break;
8773         }
8774
8775         if (likely(sd)) {
8776                 struct lb_env env = {
8777                         .sd             = sd,
8778                         .dst_cpu        = target_cpu,
8779                         .dst_rq         = target_rq,
8780                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
8781                         .src_rq         = busiest_rq,
8782                         .idle           = CPU_IDLE,
8783                         /*
8784                          * can_migrate_task() doesn't need to compute new_dst_cpu
8785                          * for active balancing. Since we have CPU_IDLE, but no
8786                          * @dst_grpmask we need to make that test go away with lying
8787                          * about DST_PINNED.
8788                          */
8789                         .flags          = LBF_DST_PINNED,
8790                 };
8791
8792                 schedstat_inc(sd->alb_count);
8793                 update_rq_clock(busiest_rq);
8794
8795                 p = detach_one_task(&env);
8796                 if (p) {
8797                         schedstat_inc(sd->alb_pushed);
8798                         /* Active balancing done, reset the failure counter. */
8799                         sd->nr_balance_failed = 0;
8800                 } else {
8801                         schedstat_inc(sd->alb_failed);
8802                 }
8803         }
8804         rcu_read_unlock();
8805 out_unlock:
8806         busiest_rq->active_balance = 0;
8807         rq_unlock(busiest_rq, &rf);
8808
8809         if (p)
8810                 attach_one_task(target_rq, p);
8811
8812         local_irq_enable();
8813
8814         return 0;
8815 }
8816
8817 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
8818
8819 /*
8820  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
8821  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
8822  */
8823 void update_max_interval(void)
8824 {
8825         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
8826 }
8827
8828 /*
8829  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
8830  * and initiates a balancing operation if so.
8831  *
8832  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
8833  */
8834 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
8835 {
8836         int continue_balancing = 1;
8837         int cpu = rq->cpu;
8838         unsigned long interval;
8839         struct sched_domain *sd;
8840         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
8841         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
8842         int update_next_balance = 0;
8843         int need_serialize, need_decay = 0;
8844         u64 max_cost = 0;
8845
8846         rcu_read_lock();
8847         for_each_domain(cpu, sd) {
8848                 /*
8849                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
8850                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
8851                  */
8852                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
8853                         sd->max_newidle_lb_cost =
8854                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
8855                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
8856                         need_decay = 1;
8857                 }
8858                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
8859
8860                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
8861                         continue;
8862
8863                 /*
8864                  * Stop the load balance at this level. There is another
8865                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
8866                  * actively.
8867                  */
8868                 if (!continue_balancing) {
8869                         if (need_decay)
8870                                 continue;
8871                         break;
8872                 }
8873
8874                 interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
8875
8876                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
8877                 if (need_serialize) {
8878                         if (!spin_trylock(&balancing))
8879                                 goto out;
8880                 }
8881
8882                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
8883                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
8884                                 /*
8885                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
8886                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
8887                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
8888                                  */
8889                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
8890                         }
8891                         sd->last_balance = jiffies;
8892                         interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
8893                 }
8894                 if (need_serialize)
8895                         spin_unlock(&balancing);
8896 out:
8897                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
8898                         next_balance = sd->last_balance + interval;
8899                         update_next_balance = 1;
8900                 }
8901         }
8902         if (need_decay) {
8903                 /*
8904                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
8905                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
8906                  */
8907                 rq->max_idle_balance_cost =
8908                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
8909         }
8910         rcu_read_unlock();
8911
8912         /*
8913          * next_balance will be updated only when there is a need.
8914          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
8915          * updated.
8916          */
8917         if (likely(update_next_balance)) {
8918                 rq->next_balance = next_balance;
8919
8920 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8921                 /*
8922                  * If this CPU has been elected to perform the nohz idle
8923                  * balance. Other idle CPUs have already rebalanced with
8924                  * nohz_idle_balance() and nohz.next_balance has been
8925                  * updated accordingly. This CPU is now running the idle load
8926                  * balance for itself and we need to update the
8927                  * nohz.next_balance accordingly.
8928                  */
8929                 if ((idle == CPU_IDLE) && time_after(nohz.next_balance, rq->next_balance))
8930                         nohz.next_balance = rq->next_balance;
8931 #endif
8932         }
8933 }
8934
8935 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
8936 {
8937         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
8938 }
8939
8940 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8941 /*
8942  * idle load balancing details
8943  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
8944  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
8945  *   load balancing for all the idle CPUs.
8946  */
8947
8948 static inline int find_new_ilb(void)
8949 {
8950         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
8951
8952         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
8953                 return ilb;
8954
8955         return nr_cpu_ids;
8956 }
8957
8958 /*
8959  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
8960  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
8961  * CPU (if there is one).
8962  */
8963 static void kick_ilb(unsigned int flags)
8964 {
8965         int ilb_cpu;
8966
8967         nohz.next_balance++;
8968
8969         ilb_cpu = find_new_ilb();
8970
8971         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
8972                 return;
8973
8974         flags = atomic_fetch_or(flags, nohz_flags(ilb_cpu));
8975         if (flags & NOHZ_KICK_MASK)
8976                 return;
8977
8978         /*
8979          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
8980          * This way we generate a sched IPI on the target CPU which
8981          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
8982          * will be run before returning from the IPI.
8983          */
8984         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
8985 }
8986
8987 /*
8988  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
8989  * of an idle cpu in the system.
8990  *   - This rq has more than one task.
8991  *   - This rq has at least one CFS task and the capacity of the CPU is
8992  *     significantly reduced because of RT tasks or IRQs.
8993  *   - At parent of LLC scheduler domain level, this cpu's scheduler group has
8994  *     multiple busy cpu.
8995  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
8996  *     domain span are idle.
8997  */
8998 static void nohz_balancer_kick(struct rq *rq)
8999 {
9000         unsigned long now = jiffies;
9001         struct sched_domain_shared *sds;
9002         struct sched_domain *sd;
9003         int nr_busy, i, cpu = rq->cpu;
9004         unsigned int flags = 0;
9005
9006         if (unlikely(rq->idle_balance))
9007                 return;
9008
9009         /*
9010          * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
9011          * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
9012          */
9013         nohz_balance_exit_idle(rq);
9014
9015         /*
9016          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
9017          * balancing.
9018          */
9019         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
9020                 return;
9021
9022         if (READ_ONCE(nohz.has_blocked) &&
9023             time_after(now, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
9024                 flags = NOHZ_STATS_KICK;
9025
9026         if (time_before(now, nohz.next_balance))
9027                 goto out;
9028
9029         if (rq->nr_running >= 2) {
9030                 flags = NOHZ_KICK_MASK;
9031                 goto out;
9032         }
9033
9034         rcu_read_lock();
9035         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
9036         if (sds) {
9037                 /*
9038                  * XXX: write a coherent comment on why we do this.
9039                  * See also: http://lkml.kernel.org/r/20111202010832.602203411@sbsiddha-desk.sc.intel.com
9040                  */
9041                 nr_busy = atomic_read(&sds->nr_busy_cpus);
9042                 if (nr_busy > 1) {
9043                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
9044                         goto unlock;
9045                 }
9046
9047         }
9048
9049         sd = rcu_dereference(rq->sd);
9050         if (sd) {
9051                 if ((rq->cfs.h_nr_running >= 1) &&
9052                                 check_cpu_capacity(rq, sd)) {
9053                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
9054                         goto unlock;
9055                 }
9056         }
9057
9058         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym, cpu));
9059         if (sd) {
9060                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
9061                         if (i == cpu ||
9062                             !cpumask_test_cpu(i, nohz.idle_cpus_mask))
9063                                 continue;
9064
9065                         if (sched_asym_prefer(i, cpu)) {
9066                                 flags = NOHZ_KICK_MASK;
9067                                 goto unlock;
9068                         }
9069                 }
9070         }
9071 unlock:
9072         rcu_read_unlock();
9073 out:
9074         if (flags)
9075                 kick_ilb(flags);
9076 }
9077
9078 static void set_cpu_sd_state_busy(int cpu)
9079 {
9080         struct sched_domain *sd;
9081
9082         rcu_read_lock();
9083         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
9084
9085         if (!sd || !sd->nohz_idle)
9086                 goto unlock;
9087         sd->nohz_idle = 0;
9088
9089         atomic_inc(&sd->shared->nr_busy_cpus);
9090 unlock:
9091         rcu_read_unlock();
9092 }
9093
9094 void nohz_balance_exit_idle(struct rq *rq)
9095 {
9096         SCHED_WARN_ON(rq != this_rq());
9097
9098         if (likely(!rq->nohz_tick_stopped))
9099                 return;
9100
9101         rq->nohz_tick_stopped = 0;
9102         cpumask_clear_cpu(rq->cpu, nohz.idle_cpus_mask);
9103         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
9104
9105         set_cpu_sd_state_busy(rq->cpu);
9106 }
9107
9108 static void set_cpu_sd_state_idle(int cpu)
9109 {
9110         struct sched_domain *sd;
9111
9112         rcu_read_lock();
9113         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
9114
9115         if (!sd || sd->nohz_idle)
9116                 goto unlock;
9117         sd->nohz_idle = 1;
9118
9119         atomic_dec(&sd->shared->nr_busy_cpus);
9120 unlock:
9121         rcu_read_unlock();
9122 }
9123
9124 /*
9125  * This routine will record that the CPU is going idle with tick stopped.
9126  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
9127  */
9128 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
9129 {
9130         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9131
9132         SCHED_WARN_ON(cpu != smp_processor_id());
9133
9134         /* If this CPU is going down, then nothing needs to be done: */
9135         if (!cpu_active(cpu))
9136                 return;
9137
9138         /* Spare idle load balancing on CPUs that don't want to be disturbed: */
9139         if (!housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_SCHED))
9140                 return;
9141
9142         /*
9143          * Can be set safely without rq->lock held
9144          * If a clear happens, it will have evaluated last additions because
9145          * rq->lock is held during the check and the clear
9146          */
9147         rq->has_blocked_load = 1;
9148
9149         /*
9150          * The tick is still stopped but load could have been added in the
9151          * meantime. We set the nohz.has_blocked flag to trig a check of the
9152          * *_avg. The CPU is already part of nohz.idle_cpus_mask so the clear
9153          * of nohz.has_blocked can only happen after checking the new load
9154          */
9155         if (rq->nohz_tick_stopped)
9156                 goto out;
9157
9158         /* If we're a completely isolated CPU, we don't play: */
9159         if (on_null_domain(rq))
9160                 return;
9161
9162         rq->nohz_tick_stopped = 1;
9163
9164         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
9165         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
9166
9167         /*
9168          * Ensures that if nohz_idle_balance() fails to observe our
9169          * @idle_cpus_mask store, it must observe the @has_blocked
9170          * store.
9171          */
9172         smp_mb__after_atomic();
9173
9174         set_cpu_sd_state_idle(cpu);
9175
9176 out:
9177         /*
9178          * Each time a cpu enter idle, we assume that it has blocked load and
9179          * enable the periodic update of the load of idle cpus
9180          */
9181         WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
9182 }
9183
9184 /*
9185  * Internal function that runs load balance for all idle cpus. The load balance
9186  * can be a simple update of blocked load or a complete load balance with
9187  * tasks movement depending of flags.
9188  * The function returns false if the loop has stopped before running
9189  * through all idle CPUs.
9190  */
9191 static bool _nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, unsigned int flags,
9192                                enum cpu_idle_type idle)
9193 {
9194         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
9195         unsigned long now = jiffies;
9196         unsigned long next_balance = now + 60*HZ;
9197         bool has_blocked_load = false;
9198         int update_next_balance = 0;
9199         int this_cpu = this_rq->cpu;
9200         int balance_cpu;
9201         int ret = false;
9202         struct rq *rq;
9203
9204         SCHED_WARN_ON((flags & NOHZ_KICK_MASK) == NOHZ_BALANCE_KICK);
9205
9206         /*
9207          * We assume there will be no idle load after this update and clear
9208          * the has_blocked flag. If a cpu enters idle in the mean time, it will
9209          * set the has_blocked flag and trig another update of idle load.
9210          * Because a cpu that becomes idle, is added to idle_cpus_mask before
9211          * setting the flag, we are sure to not clear the state and not
9212          * check the load of an idle cpu.
9213          */
9214         WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 0);
9215
9216         /*
9217          * Ensures that if we miss the CPU, we must see the has_blocked
9218          * store from nohz_balance_enter_idle().
9219          */
9220         smp_mb();
9221
9222         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
9223                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
9224                         continue;
9225
9226                 /*
9227                  * If this CPU gets work to do, stop the load balancing
9228                  * work being done for other CPUs. Next load
9229                  * balancing owner will pick it up.
9230                  */
9231                 if (need_resched()) {
9232                         has_blocked_load = true;
9233                         goto abort;
9234                 }
9235
9236                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
9237
9238                 has_blocked_load |= update_nohz_stats(rq, true);
9239
9240                 /*
9241                  * If time for next balance is due,
9242                  * do the balance.
9243                  */
9244                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
9245                         struct rq_flags rf;
9246
9247                         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9248                         update_rq_clock(rq);
9249                         cpu_load_update_idle(rq);
9250                         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9251
9252                         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
9253                                 rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
9254                 }
9255
9256                 if (time_after(next_balance, rq->next_balance)) {
9257                         next_balance = rq->next_balance;
9258                         update_next_balance = 1;
9259                 }
9260         }
9261
9262         /* Newly idle CPU doesn't need an update */
9263         if (idle != CPU_NEWLY_IDLE) {
9264                 update_blocked_averages(this_cpu);
9265                 has_blocked_load |= this_rq->has_blocked_load;
9266         }
9267
9268         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
9269                 rebalance_domains(this_rq, CPU_IDLE);
9270
9271         WRITE_ONCE(nohz.next_blocked,
9272                 now + msecs_to_jiffies(LOAD_AVG_PERIOD));
9273
9274         /* The full idle balance loop has been done */
9275         ret = true;
9276
9277 abort:
9278         /* There is still blocked load, enable periodic update */
9279         if (has_blocked_load)
9280                 WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
9281
9282         /*
9283          * next_balance will be updated only when there is a need.
9284          * When the CPU is attached to null domain for ex, it will not be
9285          * updated.
9286          */
9287         if (likely(update_next_balance))
9288                 nohz.next_balance = next_balance;
9289
9290         return ret;
9291 }
9292
9293 /*
9294  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
9295  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
9296  */
9297 static bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
9298 {
9299         int this_cpu = this_rq->cpu;
9300         unsigned int flags;
9301
9302         if (!(atomic_read(nohz_flags(this_cpu)) & NOHZ_KICK_MASK))
9303                 return false;
9304
9305         if (idle != CPU_IDLE) {
9306                 atomic_andnot(NOHZ_KICK_MASK, nohz_flags(this_cpu));
9307                 return false;
9308         }
9309
9310         /*
9311          * barrier, pairs with nohz_balance_enter_idle(), ensures ...
9312          */
9313         flags = atomic_fetch_andnot(NOHZ_KICK_MASK, nohz_flags(this_cpu));
9314         if (!(flags & NOHZ_KICK_MASK))
9315                 return false;
9316
9317         _nohz_idle_balance(this_rq, flags, idle);
9318
9319         return true;
9320 }
9321
9322 static void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq)
9323 {
9324         int this_cpu = this_rq->cpu;
9325
9326         /*
9327          * This CPU doesn't want to be disturbed by scheduler
9328          * housekeeping
9329          */
9330         if (!housekeeping_cpu(this_cpu, HK_FLAG_SCHED))
9331                 return;
9332
9333         /* Will wake up very soon. No time for doing anything else*/
9334         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
9335                 return;
9336
9337         /* Don't need to update blocked load of idle CPUs*/
9338         if (!READ_ONCE(nohz.has_blocked) ||
9339             time_before(jiffies, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
9340                 return;
9341
9342         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
9343         /*
9344          * This CPU is going to be idle and blocked load of idle CPUs
9345          * need to be updated. Run the ilb locally as it is a good
9346          * candidate for ilb instead of waking up another idle CPU.
9347          * Kick an normal ilb if we failed to do the update.
9348          */
9349         if (!_nohz_idle_balance(this_rq, NOHZ_STATS_KICK, CPU_NEWLY_IDLE))
9350                 kick_ilb(NOHZ_STATS_KICK);
9351         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
9352 }
9353
9354 #else /* !CONFIG_NO_HZ_COMMON */
9355 static inline void nohz_balancer_kick(struct rq *rq) { }
9356
9357 static inline bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
9358 {
9359         return false;
9360 }
9361
9362 static inline void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq) { }
9363 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
9364
9365 /*
9366  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
9367  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
9368  */
9369 static int idle_balance(struct rq *this_rq, struct rq_flags *rf)
9370 {
9371         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
9372         int this_cpu = this_rq->cpu;
9373         struct sched_domain *sd;
9374         int pulled_task = 0;
9375         u64 curr_cost = 0;
9376
9377         /*
9378          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
9379          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
9380          */
9381         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
9382
9383         /*
9384          * Do not pull tasks towards !active CPUs...
9385          */
9386         if (!cpu_active(this_cpu))
9387                 return 0;
9388
9389         /*
9390          * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being picked
9391          * for load-balance and preemption/IRQs are still disabled avoiding
9392          * further scheduler activity on it and we're being very careful to
9393          * re-start the picking loop.
9394          */
9395         rq_unpin_lock(this_rq, rf);
9396
9397         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost ||
9398             !this_rq->rd->overload) {
9399
9400                 rcu_read_lock();
9401                 sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
9402                 if (sd)
9403                         update_next_balance(sd, &next_balance);
9404                 rcu_read_unlock();
9405
9406                 nohz_newidle_balance(this_rq);
9407
9408                 goto out;
9409         }
9410
9411         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
9412
9413         update_blocked_averages(this_cpu);
9414         rcu_read_lock();
9415         for_each_domain(this_cpu, sd) {
9416                 int continue_balancing = 1;
9417                 u64 t0, domain_cost;
9418
9419                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
9420                         continue;
9421
9422                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost) {
9423                         update_next_balance(sd, &next_balance);
9424                         break;
9425                 }
9426
9427                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
9428                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
9429
9430                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
9431                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
9432                                                    &continue_balancing);
9433
9434                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
9435                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
9436                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
9437
9438                         curr_cost += domain_cost;
9439                 }
9440
9441                 update_next_balance(sd, &next_balance);
9442
9443                 /*
9444                  * Stop searching for tasks to pull if there are
9445                  * now runnable tasks on this rq.
9446                  */
9447                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0)
9448                         break;
9449         }
9450         rcu_read_unlock();
9451
9452         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
9453
9454         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
9455                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
9456
9457 out:
9458         /*
9459          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
9460          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
9461          * pretend we pulled a task.
9462          */
9463         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
9464                 pulled_task = 1;
9465
9466         /* Move the next balance forward */
9467         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
9468                 this_rq->next_balance = next_balance;
9469
9470         /* Is there a task of a high priority class? */
9471         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
9472                 pulled_task = -1;
9473
9474         if (pulled_task)
9475                 this_rq->idle_stamp = 0;
9476
9477         rq_repin_lock(this_rq, rf);
9478
9479         return pulled_task;
9480 }
9481
9482 /*
9483  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
9484  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
9485  */
9486 static __latent_entropy void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
9487 {
9488         struct rq *this_rq = this_rq();
9489         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
9490                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
9491
9492         /*
9493          * If this CPU has a pending nohz_balance_kick, then do the
9494          * balancing on behalf of the other idle CPUs whose ticks are
9495          * stopped. Do nohz_idle_balance *before* rebalance_domains to
9496          * give the idle CPUs a chance to load balance. Else we may
9497          * load balance only within the local sched_domain hierarchy
9498          * and abort nohz_idle_balance altogether if we pull some load.
9499          */
9500         if (nohz_idle_balance(this_rq, idle))
9501                 return;
9502
9503         /* normal load balance */
9504         update_blocked_averages(this_rq->cpu);
9505         rebalance_domains(this_rq, idle);
9506 }
9507
9508 /*
9509  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
9510  */
9511 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
9512 {
9513         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
9514         if (unlikely(on_null_domain(rq)))
9515                 return;
9516
9517         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
9518                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
9519
9520         nohz_balancer_kick(rq);
9521 }
9522
9523 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
9524 {
9525         update_sysctl();
9526
9527         update_runtime_enabled(rq);
9528 }
9529
9530 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
9531 {
9532         update_sysctl();
9533
9534         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
9535         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
9536 }
9537
9538 #endif /* CONFIG_SMP */
9539
9540 /*
9541  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class.
9542  *
9543  * NOTE: This function can be called remotely by the tick offload that
9544  * goes along full dynticks. Therefore no local assumption can be made
9545  * and everything must be accessed through the @rq and @curr passed in
9546  * parameters.
9547  */
9548 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
9549 {
9550         struct cfs_rq *cfs_rq;
9551         struct sched_entity *se = &curr->se;
9552
9553         for_each_sched_entity(se) {
9554                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9555                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
9556         }
9557
9558         if (static_branch_unlikely(&sched_numa_balancing))
9559                 task_tick_numa(rq, curr);
9560 }
9561
9562 /*
9563  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
9564  *  - child not yet on the tasklist
9565  *  - preemption disabled
9566  */
9567 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
9568 {
9569         struct cfs_rq *cfs_rq;
9570         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
9571         struct rq *rq = this_rq();
9572         struct rq_flags rf;
9573
9574         rq_lock(rq, &rf);
9575         update_rq_clock(rq);
9576
9577         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
9578         curr = cfs_rq->curr;
9579         if (curr) {
9580                 update_curr(cfs_rq);
9581                 se->vruntime = curr->vruntime;
9582         }
9583         place_entity(cfs_rq, se, 1);
9584
9585         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
9586                 /*
9587                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
9588                  * 'current' within the tree based on its new key value.
9589                  */
9590                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
9591                 resched_curr(rq);
9592         }
9593
9594         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
9595         rq_unlock(rq, &rf);
9596 }
9597
9598 /*
9599  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
9600  * the current task.
9601  */
9602 static void
9603 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
9604 {
9605         if (!task_on_rq_queued(p))
9606                 return;
9607
9608         /*
9609          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
9610          * our priority decreased, or if we are not currently running on
9611          * this runqueue and our priority is higher than the current's
9612          */
9613         if (rq->curr == p) {
9614                 if (p->prio > oldprio)
9615                         resched_curr(rq);
9616         } else
9617                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
9618 }
9619
9620 static inline bool vruntime_normalized(struct task_struct *p)
9621 {
9622         struct sched_entity *se = &p->se;
9623
9624         /*
9625          * In both the TASK_ON_RQ_QUEUED and TASK_ON_RQ_MIGRATING cases,
9626          * the dequeue_entity(.flags=0) will already have normalized the
9627          * vruntime.
9628          */
9629         if (p->on_rq)
9630                 return true;
9631
9632         /*
9633          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
9634          * But there are some cases where it has already been normalized:
9635          *
9636          * - A forked child which is waiting for being woken up by
9637          *   wake_up_new_task().
9638          * - A task which has been woken up by try_to_wake_up() and
9639          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
9640          */
9641         if (!se->sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING)
9642                 return true;
9643
9644         return false;
9645 }
9646
9647 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9648 /*
9649  * Propagate the changes of the sched_entity across the tg tree to make it
9650  * visible to the root
9651  */
9652 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
9653 {
9654         struct cfs_rq *cfs_rq;
9655
9656         /* Start to propagate at parent */
9657         se = se->parent;
9658
9659         for_each_sched_entity(se) {
9660                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9661
9662                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
9663                         break;
9664
9665                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
9666         }
9667 }
9668 #else
9669 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se) { }
9670 #endif
9671
9672 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
9673 {
9674         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9675
9676         /* Catch up with the cfs_rq and remove our load when we leave */
9677         update_load_avg(cfs_rq, se, 0);
9678         detach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
9679         update_tg_load_avg(cfs_rq, false);
9680         propagate_entity_cfs_rq(se);
9681 }
9682
9683 static void attach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
9684 {
9685         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9686
9687 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9688         /*
9689          * Since the real-depth could have been changed (only FAIR
9690          * class maintain depth value), reset depth properly.
9691          */
9692         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
9693 #endif
9694
9695         /* Synchronize entity with its cfs_rq */
9696         update_load_avg(cfs_rq, se, sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD) ? 0 : SKIP_AGE_LOAD);
9697         attach_entity_load_avg(cfs_rq, se, 0);
9698         update_tg_load_avg(cfs_rq, false);
9699         propagate_entity_cfs_rq(se);
9700 }
9701
9702 static void detach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
9703 {
9704         struct sched_entity *se = &p->se;
9705         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9706
9707         if (!vruntime_normalized(p)) {
9708                 /*
9709                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
9710                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
9711                  */
9712                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
9713                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
9714         }
9715
9716         detach_entity_cfs_rq(se);
9717 }
9718
9719 static void attach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
9720 {
9721         struct sched_entity *se = &p->se;
9722         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9723
9724         attach_entity_cfs_rq(se);
9725
9726         if (!vruntime_normalized(p))
9727                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
9728 }
9729
9730 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
9731 {
9732         detach_task_cfs_rq(p);
9733 }
9734
9735 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
9736 {
9737         attach_task_cfs_rq(p);
9738
9739         if (task_on_rq_queued(p)) {
9740                 /*
9741                  * We were most likely switched from sched_rt, so
9742                  * kick off the schedule if running, otherwise just see
9743                  * if we can still preempt the current task.
9744                  */
9745                 if (rq->curr == p)
9746                         resched_curr(rq);
9747                 else
9748                         check_preempt_curr(rq, p, 0);
9749         }
9750 }
9751
9752 /* Account for a task changing its policy or group.
9753  *
9754  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
9755  * migrates between groups/classes.
9756  */
9757 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
9758 {
9759         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
9760
9761         for_each_sched_entity(se) {
9762                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9763
9764                 set_next_entity(cfs_rq, se);
9765                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
9766                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
9767         }
9768 }
9769
9770 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
9771 {
9772         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT_CACHED;
9773         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
9774 #ifndef CONFIG_64BIT
9775         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
9776 #endif
9777 #ifdef CONFIG_SMP
9778         raw_spin_lock_init(&cfs_rq->removed.lock);
9779 #endif
9780 }
9781
9782 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9783 static void task_set_group_fair(struct task_struct *p)
9784 {
9785         struct sched_entity *se = &p->se;
9786
9787         set_task_rq(p, task_cpu(p));
9788         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
9789 }
9790
9791 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p)
9792 {
9793         detach_task_cfs_rq(p);
9794         set_task_rq(p, task_cpu(p));
9795
9796 #ifdef CONFIG_SMP
9797         /* Tell se's cfs_rq has been changed -- migrated */
9798         p->se.avg.last_update_time = 0;
9799 #endif
9800         attach_task_cfs_rq(p);
9801 }
9802
9803 static void task_change_group_fair(struct task_struct *p, int type)
9804 {
9805         switch (type) {
9806         case TASK_SET_GROUP:
9807                 task_set_group_fair(p);
9808                 break;
9809
9810         case TASK_MOVE_GROUP:
9811                 task_move_group_fair(p);
9812                 break;
9813         }
9814 }
9815
9816 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
9817 {
9818         int i;
9819
9820         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
9821
9822         for_each_possible_cpu(i) {
9823                 if (tg->cfs_rq)
9824                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
9825                 if (tg->se)
9826                         kfree(tg->se[i]);
9827         }
9828
9829         kfree(tg->cfs_rq);
9830         kfree(tg->se);
9831 }
9832
9833 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
9834 {
9835         struct sched_entity *se;
9836         struct cfs_rq *cfs_rq;
9837         int i;
9838
9839         tg->cfs_rq = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(cfs_rq), GFP_KERNEL);
9840         if (!tg->cfs_rq)
9841                 goto err;
9842         tg->se = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(se), GFP_KERNEL);
9843         if (!tg->se)
9844                 goto err;
9845
9846         tg->shares = NICE_0_LOAD;
9847
9848         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
9849
9850         for_each_possible_cpu(i) {
9851                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
9852                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9853                 if (!cfs_rq)
9854                         goto err;
9855
9856                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
9857                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9858                 if (!se)
9859                         goto err_free_rq;
9860
9861                 init_cfs_rq(cfs_rq);
9862                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
9863                 init_entity_runnable_average(se);
9864         }
9865
9866         return 1;
9867
9868 err_free_rq:
9869         kfree(cfs_rq);
9870 err:
9871         return 0;
9872 }
9873
9874 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg)
9875 {
9876         struct sched_entity *se;
9877         struct rq *rq;
9878         int i;
9879
9880         for_each_possible_cpu(i) {
9881                 rq = cpu_rq(i);
9882                 se = tg->se[i];
9883
9884                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
9885                 update_rq_clock(rq);
9886                 attach_entity_cfs_rq(se);
9887                 sync_throttle(tg, i);
9888                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
9889         }
9890 }
9891
9892 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg)
9893 {
9894         unsigned long flags;
9895         struct rq *rq;
9896         int cpu;
9897
9898         for_each_possible_cpu(cpu) {
9899                 if (tg->se[cpu])
9900                         remove_entity_load_avg(tg->se[cpu]);
9901
9902                 /*
9903                  * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
9904                  * check on_list without danger of it being re-added.
9905                  */
9906                 if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
9907                         continue;
9908
9909                 rq = cpu_rq(cpu);
9910
9911                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
9912                 list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
9913                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
9914         }
9915 }
9916
9917 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
9918                         struct sched_entity *se, int cpu,
9919                         struct sched_entity *parent)
9920 {
9921         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9922
9923         cfs_rq->tg = tg;
9924         cfs_rq->rq = rq;
9925         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
9926
9927         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
9928         tg->se[cpu] = se;
9929
9930         /* se could be NULL for root_task_group */
9931         if (!se)
9932                 return;
9933
9934         if (!parent) {
9935                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
9936                 se->depth = 0;
9937         } else {
9938                 se->cfs_rq = parent->my_q;
9939                 se->depth = parent->depth + 1;
9940         }
9941
9942         se->my_q = cfs_rq;
9943         /* guarantee group entities always have weight */
9944         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
9945         se->parent = parent;
9946 }
9947
9948 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
9949
9950 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
9951 {
9952         int i;
9953
9954         /*
9955          * We can't change the weight of the root cgroup.
9956          */
9957         if (!tg->se[0])
9958                 return -EINVAL;
9959
9960         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
9961
9962         mutex_lock(&shares_mutex);
9963         if (tg->shares == shares)
9964                 goto done;
9965
9966         tg->shares = shares;
9967         for_each_possible_cpu(i) {
9968                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
9969                 struct sched_entity *se = tg->se[i];
9970                 struct rq_flags rf;
9971
9972                 /* Propagate contribution to hierarchy */
9973                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9974                 update_rq_clock(rq);
9975                 for_each_sched_entity(se) {
9976                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, UPDATE_TG);
9977                         update_cfs_group(se);
9978                 }
9979                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9980         }
9981
9982 done:
9983         mutex_unlock(&shares_mutex);
9984         return 0;
9985 }
9986 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9987
9988 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
9989
9990 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
9991 {
9992         return 1;
9993 }
9994
9995 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
9996
9997 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
9998
9999 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
10000
10001
10002 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
10003 {
10004         struct sched_entity *se = &task->se;
10005         unsigned int rr_interval = 0;
10006
10007         /*
10008          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
10009          * idle runqueue:
10010          */
10011         if (rq->cfs.load.weight)
10012                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
10013
10014         return rr_interval;
10015 }
10016
10017 /*
10018  * All the scheduling class methods:
10019  */
10020 const struct sched_class fair_sched_class = {
10021         .next                   = &idle_sched_class,
10022         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
10023         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
10024         .yield_task             = yield_task_fair,
10025         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
10026
10027         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
10028
10029         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
10030         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
10031
10032 #ifdef CONFIG_SMP
10033         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
10034         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
10035
10036         .rq_online              = rq_online_fair,
10037         .rq_offline             = rq_offline_fair,
10038
10039         .task_dead              = task_dead_fair,
10040         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_common,
10041 #endif
10042
10043         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
10044         .task_tick              = task_tick_fair,
10045         .task_fork              = task_fork_fair,
10046
10047         .prio_changed           = prio_changed_fair,
10048         .switched_from          = switched_from_fair,
10049         .switched_to            = switched_to_fair,
10050
10051         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
10052
10053         .update_curr            = update_curr_fair,
10054
10055 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10056         .task_change_group      = task_change_group_fair,
10057 #endif
10058 };
10059
10060 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
10061 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
10062 {
10063         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
10064
10065         rcu_read_lock();
10066         for_each_leaf_cfs_rq_safe(cpu_rq(cpu), cfs_rq, pos)
10067                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
10068         rcu_read_unlock();
10069 }
10070
10071 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
10072 void show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m)
10073 {
10074         int node;
10075         unsigned long tsf = 0, tpf = 0, gsf = 0, gpf = 0;
10076
10077         for_each_online_node(node) {
10078                 if (p->numa_faults) {
10079                         tsf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
10080                         tpf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
10081                 }
10082                 if (p->numa_group) {
10083                         gsf = p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)],
10084                         gpf = p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
10085                 }
10086                 print_numa_stats(m, node, tsf, tpf, gsf, gpf);
10087         }
10088 }
10089 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
10090 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
10091
10092 __init void init_sched_fair_class(void)
10093 {
10094 #ifdef CONFIG_SMP
10095         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
10096
10097 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
10098         nohz.next_balance = jiffies;
10099         nohz.next_blocked = jiffies;
10100         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
10101 #endif
10102 #endif /* SMP */
10103
10104 }