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