sched/dl: Add dl_rq utilization tracking
[linux-2.6-block.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 nr_running;
1454         unsigned long load;
1455
1456         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
1457         unsigned long compute_capacity;
1458
1459         /* Approximate capacity in terms of runnable tasks on a node */
1460         unsigned long task_capacity;
1461         int has_free_capacity;
1462 };
1463
1464 /*
1465  * XXX borrowed from update_sg_lb_stats
1466  */
1467 static void update_numa_stats(struct numa_stats *ns, int nid)
1468 {
1469         int smt, cpu, cpus = 0;
1470         unsigned long capacity;
1471
1472         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1473         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1474                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1475
1476                 ns->nr_running += rq->nr_running;
1477                 ns->load += weighted_cpuload(rq);
1478                 ns->compute_capacity += capacity_of(cpu);
1479
1480                 cpus++;
1481         }
1482
1483         /*
1484          * If we raced with hotplug and there are no CPUs left in our mask
1485          * the @ns structure is NULL'ed and task_numa_compare() will
1486          * not find this node attractive.
1487          *
1488          * We'll either bail at !has_free_capacity, or we'll detect a huge
1489          * imbalance and bail there.
1490          */
1491         if (!cpus)
1492                 return;
1493
1494         /* smt := ceil(cpus / capacity), assumes: 1 < smt_power < 2 */
1495         smt = DIV_ROUND_UP(SCHED_CAPACITY_SCALE * cpus, ns->compute_capacity);
1496         capacity = cpus / smt; /* cores */
1497
1498         ns->task_capacity = min_t(unsigned, capacity,
1499                 DIV_ROUND_CLOSEST(ns->compute_capacity, SCHED_CAPACITY_SCALE));
1500         ns->has_free_capacity = (ns->nr_running < ns->task_capacity);
1501 }
1502
1503 struct task_numa_env {
1504         struct task_struct *p;
1505
1506         int src_cpu, src_nid;
1507         int dst_cpu, dst_nid;
1508
1509         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1510
1511         int imbalance_pct;
1512         int dist;
1513
1514         struct task_struct *best_task;
1515         long best_imp;
1516         int best_cpu;
1517 };
1518
1519 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1520                              struct task_struct *p, long imp)
1521 {
1522         if (env->best_task)
1523                 put_task_struct(env->best_task);
1524         if (p)
1525                 get_task_struct(p);
1526
1527         env->best_task = p;
1528         env->best_imp = imp;
1529         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1530 }
1531
1532 static bool load_too_imbalanced(long src_load, long dst_load,
1533                                 struct task_numa_env *env)
1534 {
1535         long imb, old_imb;
1536         long orig_src_load, orig_dst_load;
1537         long src_capacity, dst_capacity;
1538
1539         /*
1540          * The load is corrected for the CPU capacity available on each node.
1541          *
1542          * src_load        dst_load
1543          * ------------ vs ---------
1544          * src_capacity    dst_capacity
1545          */
1546         src_capacity = env->src_stats.compute_capacity;
1547         dst_capacity = env->dst_stats.compute_capacity;
1548
1549         /* We care about the slope of the imbalance, not the direction. */
1550         if (dst_load < src_load)
1551                 swap(dst_load, src_load);
1552
1553         /* Is the difference below the threshold? */
1554         imb = dst_load * src_capacity * 100 -
1555               src_load * dst_capacity * env->imbalance_pct;
1556         if (imb <= 0)
1557                 return false;
1558
1559         /*
1560          * The imbalance is above the allowed threshold.
1561          * Compare it with the old imbalance.
1562          */
1563         orig_src_load = env->src_stats.load;
1564         orig_dst_load = env->dst_stats.load;
1565
1566         if (orig_dst_load < orig_src_load)
1567                 swap(orig_dst_load, orig_src_load);
1568
1569         old_imb = orig_dst_load * src_capacity * 100 -
1570                   orig_src_load * dst_capacity * env->imbalance_pct;
1571
1572         /* Would this change make things worse? */
1573         return (imb > old_imb);
1574 }
1575
1576 /*
1577  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1578  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1579  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1580  * be exchanged with the source task
1581  */
1582 static void task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1583                               long taskimp, long groupimp)
1584 {
1585         struct rq *src_rq = cpu_rq(env->src_cpu);
1586         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1587         struct task_struct *cur;
1588         long src_load, dst_load;
1589         long load;
1590         long imp = env->p->numa_group ? groupimp : taskimp;
1591         long moveimp = imp;
1592         int dist = env->dist;
1593
1594         rcu_read_lock();
1595         cur = task_rcu_dereference(&dst_rq->curr);
1596         if (cur && ((cur->flags & PF_EXITING) || is_idle_task(cur)))
1597                 cur = NULL;
1598
1599         /*
1600          * Because we have preemption enabled we can get migrated around and
1601          * end try selecting ourselves (current == env->p) as a swap candidate.
1602          */
1603         if (cur == env->p)
1604                 goto unlock;
1605
1606         /*
1607          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1608          * source and destination node. Calculate the total differential for
1609          * the source task and potential destination task. The more negative
1610          * the value is, the more rmeote accesses that would be expected to
1611          * be incurred if the tasks were swapped.
1612          */
1613         if (cur) {
1614                 /* Skip this swap candidate if cannot move to the source CPU: */
1615                 if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, &cur->cpus_allowed))
1616                         goto unlock;
1617
1618                 /*
1619                  * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1620                  * in any group then look only at task weights.
1621                  */
1622                 if (cur->numa_group == env->p->numa_group) {
1623                         imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1624                               task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1625                         /*
1626                          * Add some hysteresis to prevent swapping the
1627                          * tasks within a group over tiny differences.
1628                          */
1629                         if (cur->numa_group)
1630                                 imp -= imp/16;
1631                 } else {
1632                         /*
1633                          * Compare the group weights. If a task is all by
1634                          * itself (not part of a group), use the task weight
1635                          * instead.
1636                          */
1637                         if (cur->numa_group)
1638                                 imp += group_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1639                                        group_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1640                         else
1641                                 imp += task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1642                                        task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1643                 }
1644         }
1645
1646         if (imp <= env->best_imp && moveimp <= env->best_imp)
1647                 goto unlock;
1648
1649         if (!cur) {
1650                 /* Is there capacity at our destination? */
1651                 if (env->src_stats.nr_running <= env->src_stats.task_capacity &&
1652                     !env->dst_stats.has_free_capacity)
1653                         goto unlock;
1654
1655                 goto balance;
1656         }
1657
1658         /* Balance doesn't matter much if we're running a task per CPU: */
1659         if (imp > env->best_imp && src_rq->nr_running == 1 &&
1660                         dst_rq->nr_running == 1)
1661                 goto assign;
1662
1663         /*
1664          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1665          */
1666 balance:
1667         load = task_h_load(env->p);
1668         dst_load = env->dst_stats.load + load;
1669         src_load = env->src_stats.load - load;
1670
1671         if (moveimp > imp && moveimp > env->best_imp) {
1672                 /*
1673                  * If the improvement from just moving env->p direction is
1674                  * better than swapping tasks around, check if a move is
1675                  * possible. Store a slightly smaller score than moveimp,
1676                  * so an actually idle CPU will win.
1677                  */
1678                 if (!load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env)) {
1679                         imp = moveimp - 1;
1680                         cur = NULL;
1681                         goto assign;
1682                 }
1683         }
1684
1685         if (imp <= env->best_imp)
1686                 goto unlock;
1687
1688         if (cur) {
1689                 load = task_h_load(cur);
1690                 dst_load -= load;
1691                 src_load += load;
1692         }
1693
1694         if (load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env))
1695                 goto unlock;
1696
1697         /*
1698          * One idle CPU per node is evaluated for a task numa move.
1699          * Call select_idle_sibling to maybe find a better one.
1700          */
1701         if (!cur) {
1702                 /*
1703                  * select_idle_siblings() uses an per-CPU cpumask that
1704                  * can be used from IRQ context.
1705                  */
1706                 local_irq_disable();
1707                 env->dst_cpu = select_idle_sibling(env->p, env->src_cpu,
1708                                                    env->dst_cpu);
1709                 local_irq_enable();
1710         }
1711
1712 assign:
1713         task_numa_assign(env, cur, imp);
1714 unlock:
1715         rcu_read_unlock();
1716 }
1717
1718 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1719                                 long taskimp, long groupimp)
1720 {
1721         int cpu;
1722
1723         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1724                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1725                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, &env->p->cpus_allowed))
1726                         continue;
1727
1728                 env->dst_cpu = cpu;
1729                 task_numa_compare(env, taskimp, groupimp);
1730         }
1731 }
1732
1733 /* Only move tasks to a NUMA node less busy than the current node. */
1734 static bool numa_has_capacity(struct task_numa_env *env)
1735 {
1736         struct numa_stats *src = &env->src_stats;
1737         struct numa_stats *dst = &env->dst_stats;
1738
1739         if (src->has_free_capacity && !dst->has_free_capacity)
1740                 return false;
1741
1742         /*
1743          * Only consider a task move if the source has a higher load
1744          * than the destination, corrected for CPU capacity on each node.
1745          *
1746          *      src->load                dst->load
1747          * --------------------- vs ---------------------
1748          * src->compute_capacity    dst->compute_capacity
1749          */
1750         if (src->load * dst->compute_capacity * env->imbalance_pct >
1751
1752             dst->load * src->compute_capacity * 100)
1753                 return true;
1754
1755         return false;
1756 }
1757
1758 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1759 {
1760         struct task_numa_env env = {
1761                 .p = p,
1762
1763                 .src_cpu = task_cpu(p),
1764                 .src_nid = task_node(p),
1765
1766                 .imbalance_pct = 112,
1767
1768                 .best_task = NULL,
1769                 .best_imp = 0,
1770                 .best_cpu = -1,
1771         };
1772         struct sched_domain *sd;
1773         unsigned long taskweight, groupweight;
1774         int nid, ret, dist;
1775         long taskimp, groupimp;
1776
1777         /*
1778          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1779          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1780          *
1781          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1782          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1783          * to satisfy here.
1784          */
1785         rcu_read_lock();
1786         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1787         if (sd)
1788                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1789         rcu_read_unlock();
1790
1791         /*
1792          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
1793          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
1794          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
1795          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
1796          */
1797         if (unlikely(!sd)) {
1798                 p->numa_preferred_nid = task_node(p);
1799                 return -EINVAL;
1800         }
1801
1802         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
1803         dist = env.dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1804         taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1805         groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1806         update_numa_stats(&env.src_stats, env.src_nid);
1807         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid, dist) - taskweight;
1808         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid, dist) - groupweight;
1809         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1810
1811         /* Try to find a spot on the preferred nid. */
1812         if (numa_has_capacity(&env))
1813                 task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1814
1815         /*
1816          * Look at other nodes in these cases:
1817          * - there is no space available on the preferred_nid
1818          * - the task is part of a numa_group that is interleaved across
1819          *   multiple NUMA nodes; in order to better consolidate the group,
1820          *   we need to check other locations.
1821          */
1822         if (env.best_cpu == -1 || (p->numa_group && p->numa_group->active_nodes > 1)) {
1823                 for_each_online_node(nid) {
1824                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
1825                                 continue;
1826
1827                         dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1828                         if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1829                                                 dist != env.dist) {
1830                                 taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1831                                 groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1832                         }
1833
1834                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
1835                         taskimp = task_weight(p, nid, dist) - taskweight;
1836                         groupimp = group_weight(p, nid, dist) - groupweight;
1837                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
1838                                 continue;
1839
1840                         env.dist = dist;
1841                         env.dst_nid = nid;
1842                         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1843                         if (numa_has_capacity(&env))
1844                                 task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1845                 }
1846         }
1847
1848         /*
1849          * If the task is part of a workload that spans multiple NUMA nodes,
1850          * and is migrating into one of the workload's active nodes, remember
1851          * this node as the task's preferred numa node, so the workload can
1852          * settle down.
1853          * A task that migrated to a second choice node will be better off
1854          * trying for a better one later. Do not set the preferred node here.
1855          */
1856         if (p->numa_group) {
1857                 struct numa_group *ng = p->numa_group;
1858
1859                 if (env.best_cpu == -1)
1860                         nid = env.src_nid;
1861                 else
1862                         nid = env.dst_nid;
1863
1864                 if (ng->active_nodes > 1 && numa_is_active_node(env.dst_nid, ng))
1865                         sched_setnuma(p, env.dst_nid);
1866         }
1867
1868         /* No better CPU than the current one was found. */
1869         if (env.best_cpu == -1)
1870                 return -EAGAIN;
1871
1872         /*
1873          * Reset the scan period if the task is being rescheduled on an
1874          * alternative node to recheck if the tasks is now properly placed.
1875          */
1876         p->numa_scan_period = task_scan_start(p);
1877
1878         if (env.best_task == NULL) {
1879                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
1880                 if (ret != 0)
1881                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_cpu);
1882                 return ret;
1883         }
1884
1885         ret = migrate_swap(p, env.best_task);
1886         if (ret != 0)
1887                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, task_cpu(env.best_task));
1888         put_task_struct(env.best_task);
1889         return ret;
1890 }
1891
1892 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
1893 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
1894 {
1895         unsigned long interval = HZ;
1896
1897         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
1898         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == -1 || !p->numa_faults))
1899                 return;
1900
1901         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
1902         interval = min(interval, msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period) / 16);
1903         p->numa_migrate_retry = jiffies + interval;
1904
1905         /* Success if task is already running on preferred CPU */
1906         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
1907                 return;
1908
1909         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
1910         task_numa_migrate(p);
1911 }
1912
1913 /*
1914  * Find out how many nodes on the workload is actively running on. Do this by
1915  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
1916  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
1917  * located.
1918  */
1919 static void numa_group_count_active_nodes(struct numa_group *numa_group)
1920 {
1921         unsigned long faults, max_faults = 0;
1922         int nid, active_nodes = 0;
1923
1924         for_each_online_node(nid) {
1925                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1926                 if (faults > max_faults)
1927                         max_faults = faults;
1928         }
1929
1930         for_each_online_node(nid) {
1931                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1932                 if (faults * ACTIVE_NODE_FRACTION > max_faults)
1933                         active_nodes++;
1934         }
1935
1936         numa_group->max_faults_cpu = max_faults;
1937         numa_group->active_nodes = active_nodes;
1938 }
1939
1940 /*
1941  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
1942  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
1943  * period will be for the next scan window. If local/(local+remote) ratio is
1944  * below NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS)
1945  * the scan period will decrease. Aim for 70% local accesses.
1946  */
1947 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
1948 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 7
1949
1950 /*
1951  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
1952  * our memory is already on our local node, or if the majority of
1953  * the page accesses are shared with other processes.
1954  * Otherwise, decrease the scan period.
1955  */
1956 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
1957                         unsigned long shared, unsigned long private)
1958 {
1959         unsigned int period_slot;
1960         int lr_ratio, ps_ratio;
1961         int diff;
1962
1963         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
1964         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
1965
1966         /*
1967          * If there were no record hinting faults then either the task is
1968          * completely idle or all activity is areas that are not of interest
1969          * to automatic numa balancing. Related to that, if there were failed
1970          * migration then it implies we are migrating too quickly or the local
1971          * node is overloaded. In either case, scan slower
1972          */
1973         if (local + shared == 0 || p->numa_faults_locality[2]) {
1974                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1975                         p->numa_scan_period << 1);
1976
1977                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
1978                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1979
1980                 return;
1981         }
1982
1983         /*
1984          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
1985          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
1986          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
1987          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
1988          */
1989         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
1990         lr_ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
1991         ps_ratio = (private * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (private + shared);
1992
1993         if (ps_ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
1994                 /*
1995                  * Most memory accesses are local. There is no need to
1996                  * do fast NUMA scanning, since memory is already local.
1997                  */
1998                 int slot = ps_ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
1999                 if (!slot)
2000                         slot = 1;
2001                 diff = slot * period_slot;
2002         } else if (lr_ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
2003                 /*
2004                  * Most memory accesses are shared with other tasks.
2005                  * There is no point in continuing fast NUMA scanning,
2006                  * since other tasks may just move the memory elsewhere.
2007                  */
2008                 int slot = lr_ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
2009                 if (!slot)
2010                         slot = 1;
2011                 diff = slot * period_slot;
2012         } else {
2013                 /*
2014                  * Private memory faults exceed (SLOTS-THRESHOLD)/SLOTS,
2015                  * yet they are not on the local NUMA node. Speed up
2016                  * NUMA scanning to get the memory moved over.
2017                  */
2018                 int ratio = max(lr_ratio, ps_ratio);
2019                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
2020         }
2021
2022         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
2023                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
2024         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2025 }
2026
2027 /*
2028  * Get the fraction of time the task has been running since the last
2029  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
2030  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
2031  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
2032  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
2033  */
2034 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
2035 {
2036         u64 runtime, delta, now;
2037         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
2038         now = p->se.exec_start;
2039         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
2040
2041         if (p->last_task_numa_placement) {
2042                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
2043                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
2044         } else {
2045                 delta = p->se.avg.load_sum;
2046                 *period = LOAD_AVG_MAX;
2047         }
2048
2049         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
2050         p->last_task_numa_placement = now;
2051
2052         return delta;
2053 }
2054
2055 /*
2056  * Determine the preferred nid for a task in a numa_group. This needs to
2057  * be done in a way that produces consistent results with group_weight,
2058  * otherwise workloads might not converge.
2059  */
2060 static int preferred_group_nid(struct task_struct *p, int nid)
2061 {
2062         nodemask_t nodes;
2063         int dist;
2064
2065         /* Direct connections between all NUMA nodes. */
2066         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
2067                 return nid;
2068
2069         /*
2070          * On a system with glueless mesh NUMA topology, group_weight
2071          * scores nodes according to the number of NUMA hinting faults on
2072          * both the node itself, and on nearby nodes.
2073          */
2074         if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
2075                 unsigned long score, max_score = 0;
2076                 int node, max_node = nid;
2077
2078                 dist = sched_max_numa_distance;
2079
2080                 for_each_online_node(node) {
2081                         score = group_weight(p, node, dist);
2082                         if (score > max_score) {
2083                                 max_score = score;
2084                                 max_node = node;
2085                         }
2086                 }
2087                 return max_node;
2088         }
2089
2090         /*
2091          * Finding the preferred nid in a system with NUMA backplane
2092          * interconnect topology is more involved. The goal is to locate
2093          * tasks from numa_groups near each other in the system, and
2094          * untangle workloads from different sides of the system. This requires
2095          * searching down the hierarchy of node groups, recursively searching
2096          * inside the highest scoring group of nodes. The nodemask tricks
2097          * keep the complexity of the search down.
2098          */
2099         nodes = node_online_map;
2100         for (dist = sched_max_numa_distance; dist > LOCAL_DISTANCE; dist--) {
2101                 unsigned long max_faults = 0;
2102                 nodemask_t max_group = NODE_MASK_NONE;
2103                 int a, b;
2104
2105                 /* Are there nodes at this distance from each other? */
2106                 if (!find_numa_distance(dist))
2107                         continue;
2108
2109                 for_each_node_mask(a, nodes) {
2110                         unsigned long faults = 0;
2111                         nodemask_t this_group;
2112                         nodes_clear(this_group);
2113
2114                         /* Sum group's NUMA faults; includes a==b case. */
2115                         for_each_node_mask(b, nodes) {
2116                                 if (node_distance(a, b) < dist) {
2117                                         faults += group_faults(p, b);
2118                                         node_set(b, this_group);
2119                                         node_clear(b, nodes);
2120                                 }
2121                         }
2122
2123                         /* Remember the top group. */
2124                         if (faults > max_faults) {
2125                                 max_faults = faults;
2126                                 max_group = this_group;
2127                                 /*
2128                                  * subtle: at the smallest distance there is
2129                                  * just one node left in each "group", the
2130                                  * winner is the preferred nid.
2131                                  */
2132                                 nid = a;
2133                         }
2134                 }
2135                 /* Next round, evaluate the nodes within max_group. */
2136                 if (!max_faults)
2137                         break;
2138                 nodes = max_group;
2139         }
2140         return nid;
2141 }
2142
2143 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
2144 {
2145         int seq, nid, max_nid = -1, max_group_nid = -1;
2146         unsigned long max_faults = 0, max_group_faults = 0;
2147         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
2148         unsigned long total_faults;
2149         u64 runtime, period;
2150         spinlock_t *group_lock = NULL;
2151
2152         /*
2153          * The p->mm->numa_scan_seq field gets updated without
2154          * exclusive access. Use READ_ONCE() here to ensure
2155          * that the field is read in a single access:
2156          */
2157         seq = READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
2158         if (p->numa_scan_seq == seq)
2159                 return;
2160         p->numa_scan_seq = seq;
2161         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2162
2163         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
2164                        p->numa_faults_locality[1];
2165         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
2166
2167         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
2168         if (p->numa_group) {
2169                 group_lock = &p->numa_group->lock;
2170                 spin_lock_irq(group_lock);
2171         }
2172
2173         /* Find the node with the highest number of faults */
2174         for_each_online_node(nid) {
2175                 /* Keep track of the offsets in numa_faults array */
2176                 int mem_idx, membuf_idx, cpu_idx, cpubuf_idx;
2177                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
2178                 int priv;
2179
2180                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
2181                         long diff, f_diff, f_weight;
2182
2183                         mem_idx = task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, priv);
2184                         membuf_idx = task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, nid, priv);
2185                         cpu_idx = task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, priv);
2186                         cpubuf_idx = task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, nid, priv);
2187
2188                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
2189                         diff = p->numa_faults[membuf_idx] - p->numa_faults[mem_idx] / 2;
2190                         fault_types[priv] += p->numa_faults[membuf_idx];
2191                         p->numa_faults[membuf_idx] = 0;
2192
2193                         /*
2194                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
2195                          * count according to CPU use, instead of by the raw
2196                          * number of faults. Tasks with little runtime have
2197                          * little over-all impact on throughput, and thus their
2198                          * faults are less important.
2199                          */
2200                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
2201                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults[cpubuf_idx]) /
2202                                    (total_faults + 1);
2203                         f_diff = f_weight - p->numa_faults[cpu_idx] / 2;
2204                         p->numa_faults[cpubuf_idx] = 0;
2205
2206                         p->numa_faults[mem_idx] += diff;
2207                         p->numa_faults[cpu_idx] += f_diff;
2208                         faults += p->numa_faults[mem_idx];
2209                         p->total_numa_faults += diff;
2210                         if (p->numa_group) {
2211                                 /*
2212                                  * safe because we can only change our own group
2213                                  *
2214                                  * mem_idx represents the offset for a given
2215                                  * nid and priv in a specific region because it
2216                                  * is at the beginning of the numa_faults array.
2217                                  */
2218                                 p->numa_group->faults[mem_idx] += diff;
2219                                 p->numa_group->faults_cpu[mem_idx] += f_diff;
2220                                 p->numa_group->total_faults += diff;
2221                                 group_faults += p->numa_group->faults[mem_idx];
2222                         }
2223                 }
2224
2225                 if (faults > max_faults) {
2226                         max_faults = faults;
2227                         max_nid = nid;
2228                 }
2229
2230                 if (group_faults > max_group_faults) {
2231                         max_group_faults = group_faults;
2232                         max_group_nid = nid;
2233                 }
2234         }
2235
2236         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
2237
2238         if (p->numa_group) {
2239                 numa_group_count_active_nodes(p->numa_group);
2240                 spin_unlock_irq(group_lock);
2241                 max_nid = preferred_group_nid(p, max_group_nid);
2242         }
2243
2244         if (max_faults) {
2245                 /* Set the new preferred node */
2246                 if (max_nid != p->numa_preferred_nid)
2247                         sched_setnuma(p, max_nid);
2248
2249                 if (task_node(p) != p->numa_preferred_nid)
2250                         numa_migrate_preferred(p);
2251         }
2252 }
2253
2254 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
2255 {
2256         return atomic_inc_not_zero(&grp->refcount);
2257 }
2258
2259 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
2260 {
2261         if (atomic_dec_and_test(&grp->refcount))
2262                 kfree_rcu(grp, rcu);
2263 }
2264
2265 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
2266                         int *priv)
2267 {
2268         struct numa_group *grp, *my_grp;
2269         struct task_struct *tsk;
2270         bool join = false;
2271         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
2272         int i;
2273
2274         if (unlikely(!p->numa_group)) {
2275                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
2276                                     4*nr_node_ids*sizeof(unsigned long);
2277
2278                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
2279                 if (!grp)
2280                         return;
2281
2282                 atomic_set(&grp->refcount, 1);
2283                 grp->active_nodes = 1;
2284                 grp->max_faults_cpu = 0;
2285                 spin_lock_init(&grp->lock);
2286                 grp->gid = p->pid;
2287                 /* Second half of the array tracks nids where faults happen */
2288                 grp->faults_cpu = grp->faults + NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES *
2289                                                 nr_node_ids;
2290
2291                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2292                         grp->faults[i] = p->numa_faults[i];
2293
2294                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
2295
2296                 grp->nr_tasks++;
2297                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2298         }
2299
2300         rcu_read_lock();
2301         tsk = READ_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
2302
2303         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
2304                 goto no_join;
2305
2306         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
2307         if (!grp)
2308                 goto no_join;
2309
2310         my_grp = p->numa_group;
2311         if (grp == my_grp)
2312                 goto no_join;
2313
2314         /*
2315          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
2316          * the other task will join us.
2317          */
2318         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
2319                 goto no_join;
2320
2321         /*
2322          * Tie-break on the grp address.
2323          */
2324         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
2325                 goto no_join;
2326
2327         /* Always join threads in the same process. */
2328         if (tsk->mm == current->mm)
2329                 join = true;
2330
2331         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
2332         if (flags & TNF_SHARED)
2333                 join = true;
2334
2335         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
2336         *priv = !join;
2337
2338         if (join && !get_numa_group(grp))
2339                 goto no_join;
2340
2341         rcu_read_unlock();
2342
2343         if (!join)
2344                 return;
2345
2346         BUG_ON(irqs_disabled());
2347         double_lock_irq(&my_grp->lock, &grp->lock);
2348
2349         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
2350                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2351                 grp->faults[i] += p->numa_faults[i];
2352         }
2353         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2354         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
2355
2356         my_grp->nr_tasks--;
2357         grp->nr_tasks++;
2358
2359         spin_unlock(&my_grp->lock);
2360         spin_unlock_irq(&grp->lock);
2361
2362         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2363
2364         put_numa_group(my_grp);
2365         return;
2366
2367 no_join:
2368         rcu_read_unlock();
2369         return;
2370 }
2371
2372 void task_numa_free(struct task_struct *p)
2373 {
2374         struct numa_group *grp = p->numa_group;
2375         void *numa_faults = p->numa_faults;
2376         unsigned long flags;
2377         int i;
2378
2379         if (grp) {
2380                 spin_lock_irqsave(&grp->lock, flags);
2381                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2382                         grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2383                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2384
2385                 grp->nr_tasks--;
2386                 spin_unlock_irqrestore(&grp->lock, flags);
2387                 RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2388                 put_numa_group(grp);
2389         }
2390
2391         p->numa_faults = NULL;
2392         kfree(numa_faults);
2393 }
2394
2395 /*
2396  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
2397  */
2398 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
2399 {
2400         struct task_struct *p = current;
2401         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
2402         int cpu_node = task_node(current);
2403         int local = !!(flags & TNF_FAULT_LOCAL);
2404         struct numa_group *ng;
2405         int priv;
2406
2407         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2408                 return;
2409
2410         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
2411         if (!p->mm)
2412                 return;
2413
2414         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
2415         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
2416                 int size = sizeof(*p->numa_faults) *
2417                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
2418
2419                 p->numa_faults = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
2420                 if (!p->numa_faults)
2421                         return;
2422
2423                 p->total_numa_faults = 0;
2424                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2425         }
2426
2427         /*
2428          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
2429          * to be private if the accessing pid has not changed
2430          */
2431         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
2432                 priv = 1;
2433         } else {
2434                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
2435                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
2436                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
2437         }
2438
2439         /*
2440          * If a workload spans multiple NUMA nodes, a shared fault that
2441          * occurs wholly within the set of nodes that the workload is
2442          * actively using should be counted as local. This allows the
2443          * scan rate to slow down when a workload has settled down.
2444          */
2445         ng = p->numa_group;
2446         if (!priv && !local && ng && ng->active_nodes > 1 &&
2447                                 numa_is_active_node(cpu_node, ng) &&
2448                                 numa_is_active_node(mem_node, ng))
2449                 local = 1;
2450
2451         task_numa_placement(p);
2452
2453         /*
2454          * Retry task to preferred node migration periodically, in case it
2455          * case it previously failed, or the scheduler moved us.
2456          */
2457         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry))
2458                 numa_migrate_preferred(p);
2459
2460         if (migrated)
2461                 p->numa_pages_migrated += pages;
2462         if (flags & TNF_MIGRATE_FAIL)
2463                 p->numa_faults_locality[2] += pages;
2464
2465         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, mem_node, priv)] += pages;
2466         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, cpu_node, priv)] += pages;
2467         p->numa_faults_locality[local] += pages;
2468 }
2469
2470 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
2471 {
2472         /*
2473          * We only did a read acquisition of the mmap sem, so
2474          * p->mm->numa_scan_seq is written to without exclusive access
2475          * and the update is not guaranteed to be atomic. That's not
2476          * much of an issue though, since this is just used for
2477          * statistical sampling. Use READ_ONCE/WRITE_ONCE, which are not
2478          * expensive, to avoid any form of compiler optimizations:
2479          */
2480         WRITE_ONCE(p->mm->numa_scan_seq, READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq) + 1);
2481         p->mm->numa_scan_offset = 0;
2482 }
2483
2484 /*
2485  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
2486  * Triggered from task_tick_numa().
2487  */
2488 void task_numa_work(struct callback_head *work)
2489 {
2490         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
2491         struct task_struct *p = current;
2492         struct mm_struct *mm = p->mm;
2493         u64 runtime = p->se.sum_exec_runtime;
2494         struct vm_area_struct *vma;
2495         unsigned long start, end;
2496         unsigned long nr_pte_updates = 0;
2497         long pages, virtpages;
2498
2499         SCHED_WARN_ON(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
2500
2501         work->next = work; /* protect against double add */
2502         /*
2503          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
2504          *
2505          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
2506          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
2507          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
2508          * work.
2509          */
2510         if (p->flags & PF_EXITING)
2511                 return;
2512
2513         if (!mm->numa_next_scan) {
2514                 mm->numa_next_scan = now +
2515                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2516         }
2517
2518         /*
2519          * Enforce maximal scan/migration frequency..
2520          */
2521         migrate = mm->numa_next_scan;
2522         if (time_before(now, migrate))
2523                 return;
2524
2525         if (p->numa_scan_period == 0) {
2526                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2527                 p->numa_scan_period = task_scan_start(p);
2528         }
2529
2530         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2531         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
2532                 return;
2533
2534         /*
2535          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
2536          * the next time around.
2537          */
2538         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
2539
2540         start = mm->numa_scan_offset;
2541         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
2542         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
2543         virtpages = pages * 8;     /* Scan up to this much virtual space */
2544         if (!pages)
2545                 return;
2546
2547
2548         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))
2549                 return;
2550         vma = find_vma(mm, start);
2551         if (!vma) {
2552                 reset_ptenuma_scan(p);
2553                 start = 0;
2554                 vma = mm->mmap;
2555         }
2556         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
2557                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(vma) ||
2558                         is_vm_hugetlb_page(vma) || (vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP)) {
2559                         continue;
2560                 }
2561
2562                 /*
2563                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
2564                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
2565                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
2566                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
2567                  */
2568                 if (!vma->vm_mm ||
2569                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
2570                         continue;
2571
2572                 /*
2573                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
2574                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
2575                  */
2576                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
2577                         continue;
2578
2579                 do {
2580                         start = max(start, vma->vm_start);
2581                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
2582                         end = min(end, vma->vm_end);
2583                         nr_pte_updates = change_prot_numa(vma, start, end);
2584
2585                         /*
2586                          * Try to scan sysctl_numa_balancing_size worth of
2587                          * hpages that have at least one present PTE that
2588                          * is not already pte-numa. If the VMA contains
2589                          * areas that are unused or already full of prot_numa
2590                          * PTEs, scan up to virtpages, to skip through those
2591                          * areas faster.
2592                          */
2593                         if (nr_pte_updates)
2594                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2595                         virtpages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2596
2597                         start = end;
2598                         if (pages <= 0 || virtpages <= 0)
2599                                 goto out;
2600
2601                         cond_resched();
2602                 } while (end != vma->vm_end);
2603         }
2604
2605 out:
2606         /*
2607          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
2608          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
2609          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
2610          * scanner to the start so check it now.
2611          */
2612         if (vma)
2613                 mm->numa_scan_offset = start;
2614         else
2615                 reset_ptenuma_scan(p);
2616         up_read(&mm->mmap_sem);
2617
2618         /*
2619          * Make sure tasks use at least 32x as much time to run other code
2620          * than they used here, to limit NUMA PTE scanning overhead to 3% max.
2621          * Usually update_task_scan_period slows down scanning enough; on an
2622          * overloaded system we need to limit overhead on a per task basis.
2623          */
2624         if (unlikely(p->se.sum_exec_runtime != runtime)) {
2625                 u64 diff = p->se.sum_exec_runtime - runtime;
2626                 p->node_stamp += 32 * diff;
2627         }
2628 }
2629
2630 /*
2631  * Drive the periodic memory faults..
2632  */
2633 void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2634 {
2635         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
2636         u64 period, now;
2637
2638         /*
2639          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
2640          */
2641         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
2642                 return;
2643
2644         /*
2645          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
2646          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
2647          * task needs to have done some actual work before we bother with
2648          * NUMA placement.
2649          */
2650         now = curr->se.sum_exec_runtime;
2651         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
2652
2653         if (now > curr->node_stamp + period) {
2654                 if (!curr->node_stamp)
2655                         curr->numa_scan_period = task_scan_start(curr);
2656                 curr->node_stamp += period;
2657
2658                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
2659                         init_task_work(work, task_numa_work); /* TODO: move this into sched_fork() */
2660                         task_work_add(curr, work, true);
2661                 }
2662         }
2663 }
2664
2665 #else
2666 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2667 {
2668 }
2669
2670 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2671 {
2672 }
2673
2674 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2675 {
2676 }
2677
2678 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2679
2680 static void
2681 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2682 {
2683         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2684         if (!parent_entity(se))
2685                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2686 #ifdef CONFIG_SMP
2687         if (entity_is_task(se)) {
2688                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2689
2690                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
2691                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
2692         }
2693 #endif
2694         cfs_rq->nr_running++;
2695 }
2696
2697 static void
2698 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2699 {
2700         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2701         if (!parent_entity(se))
2702                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2703 #ifdef CONFIG_SMP
2704         if (entity_is_task(se)) {
2705                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
2706                 list_del_init(&se->group_node);
2707         }
2708 #endif
2709         cfs_rq->nr_running--;
2710 }
2711
2712 /*
2713  * Signed add and clamp on underflow.
2714  *
2715  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
2716  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
2717  * values.
2718  */
2719 #define add_positive(_ptr, _val) do {                           \
2720         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
2721         typeof(_val) val = (_val);                              \
2722         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
2723                                                                 \
2724         res = var + val;                                        \
2725                                                                 \
2726         if (val < 0 && res > var)                               \
2727                 res = 0;                                        \
2728                                                                 \
2729         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
2730 } while (0)
2731
2732 /*
2733  * Unsigned subtract and clamp on underflow.
2734  *
2735  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
2736  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
2737  * values.
2738  */
2739 #define sub_positive(_ptr, _val) do {                           \
2740         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
2741         typeof(*ptr) val = (_val);                              \
2742         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
2743         res = var - val;                                        \
2744         if (res > var)                                          \
2745                 res = 0;                                        \
2746         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
2747 } while (0)
2748
2749 #ifdef CONFIG_SMP
2750 static inline void
2751 enqueue_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2752 {
2753         cfs_rq->runnable_weight += se->runnable_weight;
2754
2755         cfs_rq->avg.runnable_load_avg += se->avg.runnable_load_avg;
2756         cfs_rq->avg.runnable_load_sum += se_runnable(se) * se->avg.runnable_load_sum;
2757 }
2758
2759 static inline void
2760 dequeue_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2761 {
2762         cfs_rq->runnable_weight -= se->runnable_weight;
2763
2764         sub_positive(&cfs_rq->avg.runnable_load_avg, se->avg.runnable_load_avg);
2765         sub_positive(&cfs_rq->avg.runnable_load_sum,
2766                      se_runnable(se) * se->avg.runnable_load_sum);
2767 }
2768
2769 static inline void
2770 enqueue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2771 {
2772         cfs_rq->avg.load_avg += se->avg.load_avg;
2773         cfs_rq->avg.load_sum += se_weight(se) * se->avg.load_sum;
2774 }
2775
2776 static inline void
2777 dequeue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2778 {
2779         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, se->avg.load_avg);
2780         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, se_weight(se) * se->avg.load_sum);
2781 }
2782 #else
2783 static inline void
2784 enqueue_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
2785 static inline void
2786 dequeue_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
2787 static inline void
2788 enqueue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
2789 static inline void
2790 dequeue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
2791 #endif
2792
2793 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
2794                             unsigned long weight, unsigned long runnable)
2795 {
2796         if (se->on_rq) {
2797                 /* commit outstanding execution time */
2798                 if (cfs_rq->curr == se)
2799                         update_curr(cfs_rq);
2800                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2801                 dequeue_runnable_load_avg(cfs_rq, se);
2802         }
2803         dequeue_load_avg(cfs_rq, se);
2804
2805         se->runnable_weight = runnable;
2806         update_load_set(&se->load, weight);
2807
2808 #ifdef CONFIG_SMP
2809         do {
2810                 u32 divider = LOAD_AVG_MAX - 1024 + se->avg.period_contrib;
2811
2812                 se->avg.load_avg = div_u64(se_weight(se) * se->avg.load_sum, divider);
2813                 se->avg.runnable_load_avg =
2814                         div_u64(se_runnable(se) * se->avg.runnable_load_sum, divider);
2815         } while (0);
2816 #endif
2817
2818         enqueue_load_avg(cfs_rq, se);
2819         if (se->on_rq) {
2820                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2821                 enqueue_runnable_load_avg(cfs_rq, se);
2822         }
2823 }
2824
2825 void reweight_task(struct task_struct *p, int prio)
2826 {
2827         struct sched_entity *se = &p->se;
2828         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2829         struct load_weight *load = &se->load;
2830         unsigned long weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
2831
2832         reweight_entity(cfs_rq, se, weight, weight);
2833         load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
2834 }
2835
2836 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2837 #ifdef CONFIG_SMP
2838 /*
2839  * All this does is approximate the hierarchical proportion which includes that
2840  * global sum we all love to hate.
2841  *
2842  * That is, the weight of a group entity, is the proportional share of the
2843  * group weight based on the group runqueue weights. That is:
2844  *
2845  *                     tg->weight * grq->load.weight
2846  *   ge->load.weight = -----------------------------               (1)
2847  *                        \Sum grq->load.weight
2848  *
2849  * Now, because computing that sum is prohibitively expensive to compute (been
2850  * there, done that) we approximate it with this average stuff. The average
2851  * moves slower and therefore the approximation is cheaper and more stable.
2852  *
2853  * So instead of the above, we substitute:
2854  *
2855  *   grq->load.weight -> grq->avg.load_avg                         (2)
2856  *
2857  * which yields the following:
2858  *
2859  *                     tg->weight * grq->avg.load_avg
2860  *   ge->load.weight = ------------------------------              (3)
2861  *                              tg->load_avg
2862  *
2863  * Where: tg->load_avg ~= \Sum grq->avg.load_avg
2864  *
2865  * That is shares_avg, and it is right (given the approximation (2)).
2866  *
2867  * The problem with it is that because the average is slow -- it was designed
2868  * to be exactly that of course -- this leads to transients in boundary
2869  * conditions. In specific, the case where the group was idle and we start the
2870  * one task. It takes time for our CPU's grq->avg.load_avg to build up,
2871  * yielding bad latency etc..
2872  *
2873  * Now, in that special case (1) reduces to:
2874  *
2875  *                     tg->weight * grq->load.weight
2876  *   ge->load.weight = ----------------------------- = tg->weight   (4)
2877  *                          grp->load.weight
2878  *
2879  * That is, the sum collapses because all other CPUs are idle; the UP scenario.
2880  *
2881  * So what we do is modify our approximation (3) to approach (4) in the (near)
2882  * UP case, like:
2883  *
2884  *   ge->load.weight =
2885  *
2886  *              tg->weight * grq->load.weight
2887  *     ---------------------------------------------------         (5)
2888  *     tg->load_avg - grq->avg.load_avg + grq->load.weight
2889  *
2890  * But because grq->load.weight can drop to 0, resulting in a divide by zero,
2891  * we need to use grq->avg.load_avg as its lower bound, which then gives:
2892  *
2893  *
2894  *                     tg->weight * grq->load.weight
2895  *   ge->load.weight = -----------------------------               (6)
2896  *                              tg_load_avg'
2897  *
2898  * Where:
2899  *
2900  *   tg_load_avg' = tg->load_avg - grq->avg.load_avg +
2901  *                  max(grq->load.weight, grq->avg.load_avg)
2902  *
2903  * And that is shares_weight and is icky. In the (near) UP case it approaches
2904  * (4) while in the normal case it approaches (3). It consistently
2905  * overestimates the ge->load.weight and therefore:
2906  *
2907  *   \Sum ge->load.weight >= tg->weight
2908  *
2909  * hence icky!
2910  */
2911 static long calc_group_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2912 {
2913         long tg_weight, tg_shares, load, shares;
2914         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2915
2916         tg_shares = READ_ONCE(tg->shares);
2917
2918         load = max(scale_load_down(cfs_rq->load.weight), cfs_rq->avg.load_avg);
2919
2920         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
2921
2922         /* Ensure tg_weight >= load */
2923         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
2924         tg_weight += load;
2925
2926         shares = (tg_shares * load);
2927         if (tg_weight)
2928                 shares /= tg_weight;
2929
2930         /*
2931          * MIN_SHARES has to be unscaled here to support per-CPU partitioning
2932          * of a group with small tg->shares value. It is a floor value which is
2933          * assigned as a minimum load.weight to the sched_entity representing
2934          * the group on a CPU.
2935          *
2936          * E.g. on 64-bit for a group with tg->shares of scale_load(15)=15*1024
2937          * on an 8-core system with 8 tasks each runnable on one CPU shares has
2938          * to be 15*1024*1/8=1920 instead of scale_load(MIN_SHARES)=2*1024. In
2939          * case no task is runnable on a CPU MIN_SHARES=2 should be returned
2940          * instead of 0.
2941          */
2942         return clamp_t(long, shares, MIN_SHARES, tg_shares);
2943 }
2944
2945 /*
2946  * This calculates the effective runnable weight for a group entity based on
2947  * the group entity weight calculated above.
2948  *
2949  * Because of the above approximation (2), our group entity weight is
2950  * an load_avg based ratio (3). This means that it includes blocked load and
2951  * does not represent the runnable weight.
2952  *
2953  * Approximate the group entity's runnable weight per ratio from the group
2954  * runqueue:
2955  *
2956  *                                           grq->avg.runnable_load_avg
2957  *   ge->runnable_weight = ge->load.weight * -------------------------- (7)
2958  *                                               grq->avg.load_avg
2959  *
2960  * However, analogous to above, since the avg numbers are slow, this leads to
2961  * transients in the from-idle case. Instead we use:
2962  *
2963  *   ge->runnable_weight = ge->load.weight *
2964  *
2965  *              max(grq->avg.runnable_load_avg, grq->runnable_weight)
2966  *              -----------------------------------------------------   (8)
2967  *                    max(grq->avg.load_avg, grq->load.weight)
2968  *
2969  * Where these max() serve both to use the 'instant' values to fix the slow
2970  * from-idle and avoid the /0 on to-idle, similar to (6).
2971  */
2972 static long calc_group_runnable(struct cfs_rq *cfs_rq, long shares)
2973 {
2974         long runnable, load_avg;
2975
2976         load_avg = max(cfs_rq->avg.load_avg,
2977                        scale_load_down(cfs_rq->load.weight));
2978
2979         runnable = max(cfs_rq->avg.runnable_load_avg,
2980                        scale_load_down(cfs_rq->runnable_weight));
2981
2982         runnable *= shares;
2983         if (load_avg)
2984                 runnable /= load_avg;
2985
2986         return clamp_t(long, runnable, MIN_SHARES, shares);
2987 }
2988 #endif /* CONFIG_SMP */
2989
2990 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
2991
2992 /*
2993  * Recomputes the group entity based on the current state of its group
2994  * runqueue.
2995  */
2996 static void update_cfs_group(struct sched_entity *se)
2997 {
2998         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
2999         long shares, runnable;
3000
3001         if (!gcfs_rq)
3002                 return;
3003
3004         if (throttled_hierarchy(gcfs_rq))
3005                 return;
3006
3007 #ifndef CONFIG_SMP
3008         runnable = shares = READ_ONCE(gcfs_rq->tg->shares);
3009
3010         if (likely(se->load.weight == shares))
3011                 return;
3012 #else
3013         shares   = calc_group_shares(gcfs_rq);
3014         runnable = calc_group_runnable(gcfs_rq, shares);
3015 #endif
3016
3017         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares, runnable);
3018 }
3019
3020 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3021 static inline void update_cfs_group(struct sched_entity *se)
3022 {
3023 }
3024 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3025
3026 static inline void cfs_rq_util_change(struct cfs_rq *cfs_rq, int flags)
3027 {
3028         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3029
3030         if (&rq->cfs == cfs_rq || (flags & SCHED_CPUFREQ_MIGRATION)) {
3031                 /*
3032                  * There are a few boundary cases this might miss but it should
3033                  * get called often enough that that should (hopefully) not be
3034                  * a real problem.
3035                  *
3036                  * It will not get called when we go idle, because the idle
3037                  * thread is a different class (!fair), nor will the utilization
3038                  * number include things like RT tasks.
3039                  *
3040                  * As is, the util number is not freq-invariant (we'd have to
3041                  * implement arch_scale_freq_capacity() for that).
3042                  *
3043                  * See cpu_util().
3044                  */
3045                 cpufreq_update_util(rq, flags);
3046         }
3047 }
3048
3049 #ifdef CONFIG_SMP
3050 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3051 /**
3052  * update_tg_load_avg - update the tg's load avg
3053  * @cfs_rq: the cfs_rq whose avg changed
3054  * @force: update regardless of how small the difference
3055  *
3056  * This function 'ensures': tg->load_avg := \Sum tg->cfs_rq[]->avg.load.
3057  * However, because tg->load_avg is a global value there are performance
3058  * considerations.
3059  *
3060  * In order to avoid having to look at the other cfs_rq's, we use a
3061  * differential update where we store the last value we propagated. This in
3062  * turn allows skipping updates if the differential is 'small'.
3063  *
3064  * Updating tg's load_avg is necessary before update_cfs_share().
3065  */
3066 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force)
3067 {
3068         long delta = cfs_rq->avg.load_avg - cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
3069
3070         /*
3071          * No need to update load_avg for root_task_group as it is not used.
3072          */
3073         if (cfs_rq->tg == &root_task_group)
3074                 return;
3075
3076         if (force || abs(delta) > cfs_rq->tg_load_avg_contrib / 64) {
3077                 atomic_long_add(delta, &cfs_rq->tg->load_avg);
3078                 cfs_rq->tg_load_avg_contrib = cfs_rq->avg.load_avg;
3079         }
3080 }
3081
3082 /*
3083  * Called within set_task_rq() right before setting a task's CPU. The
3084  * caller only guarantees p->pi_lock is held; no other assumptions,
3085  * including the state of rq->lock, should be made.
3086  */
3087 void set_task_rq_fair(struct sched_entity *se,
3088                       struct cfs_rq *prev, struct cfs_rq *next)
3089 {
3090         u64 p_last_update_time;
3091         u64 n_last_update_time;
3092
3093         if (!sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD))
3094                 return;
3095
3096         /*
3097          * We are supposed to update the task to "current" time, then its up to
3098          * date and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we have difficulty in
3099          * getting what current time is, so simply throw away the out-of-date
3100          * time. This will result in the wakee task is less decayed, but giving
3101          * the wakee more load sounds not bad.
3102          */
3103         if (!(se->avg.last_update_time && prev))
3104                 return;
3105
3106 #ifndef CONFIG_64BIT
3107         {
3108                 u64 p_last_update_time_copy;
3109                 u64 n_last_update_time_copy;
3110
3111                 do {
3112                         p_last_update_time_copy = prev->load_last_update_time_copy;
3113                         n_last_update_time_copy = next->load_last_update_time_copy;
3114
3115                         smp_rmb();
3116
3117                         p_last_update_time = prev->avg.last_update_time;
3118                         n_last_update_time = next->avg.last_update_time;
3119
3120                 } while (p_last_update_time != p_last_update_time_copy ||
3121                          n_last_update_time != n_last_update_time_copy);
3122         }
3123 #else
3124         p_last_update_time = prev->avg.last_update_time;
3125         n_last_update_time = next->avg.last_update_time;
3126 #endif
3127         __update_load_avg_blocked_se(p_last_update_time, cpu_of(rq_of(prev)), se);
3128         se->avg.last_update_time = n_last_update_time;
3129 }
3130
3131
3132 /*
3133  * When on migration a sched_entity joins/leaves the PELT hierarchy, we need to
3134  * propagate its contribution. The key to this propagation is the invariant
3135  * that for each group:
3136  *
3137  *   ge->avg == grq->avg                                                (1)
3138  *
3139  * _IFF_ we look at the pure running and runnable sums. Because they
3140  * represent the very same entity, just at different points in the hierarchy.
3141  *
3142  * Per the above update_tg_cfs_util() is trivial and simply copies the running
3143  * sum over (but still wrong, because the group entity and group rq do not have
3144  * their PELT windows aligned).
3145  *
3146  * However, update_tg_cfs_runnable() is more complex. So we have:
3147  *
3148  *   ge->avg.load_avg = ge->load.weight * ge->avg.runnable_avg          (2)
3149  *
3150  * And since, like util, the runnable part should be directly transferable,
3151  * the following would _appear_ to be the straight forward approach:
3152  *
3153  *   grq->avg.load_avg = grq->load.weight * grq->avg.runnable_avg       (3)
3154  *
3155  * And per (1) we have:
3156  *
3157  *   ge->avg.runnable_avg == grq->avg.runnable_avg
3158  *
3159  * Which gives:
3160  *
3161  *                      ge->load.weight * grq->avg.load_avg
3162  *   ge->avg.load_avg = -----------------------------------             (4)
3163  *                               grq->load.weight
3164  *
3165  * Except that is wrong!
3166  *
3167  * Because while for entities historical weight is not important and we
3168  * really only care about our future and therefore can consider a pure
3169  * runnable sum, runqueues can NOT do this.
3170  *
3171  * We specifically want runqueues to have a load_avg that includes
3172  * historical weights. Those represent the blocked load, the load we expect
3173  * to (shortly) return to us. This only works by keeping the weights as
3174  * integral part of the sum. We therefore cannot decompose as per (3).
3175  *
3176  * Another reason this doesn't work is that runnable isn't a 0-sum entity.
3177  * Imagine a rq with 2 tasks that each are runnable 2/3 of the time. Then the
3178  * rq itself is runnable anywhere between 2/3 and 1 depending on how the
3179  * runnable section of these tasks overlap (or not). If they were to perfectly
3180  * align the rq as a whole would be runnable 2/3 of the time. If however we
3181  * always have at least 1 runnable task, the rq as a whole is always runnable.
3182  *
3183  * So we'll have to approximate.. :/
3184  *
3185  * Given the constraint:
3186  *
3187  *   ge->avg.running_sum <= ge->avg.runnable_sum <= LOAD_AVG_MAX
3188  *
3189  * We can construct a rule that adds runnable to a rq by assuming minimal
3190  * overlap.
3191  *
3192  * On removal, we'll assume each task is equally runnable; which yields:
3193  *
3194  *   grq->avg.runnable_sum = grq->avg.load_sum / grq->load.weight
3195  *
3196  * XXX: only do this for the part of runnable > running ?
3197  *
3198  */
3199
3200 static inline void
3201 update_tg_cfs_util(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3202 {
3203         long delta = gcfs_rq->avg.util_avg - se->avg.util_avg;
3204
3205         /* Nothing to update */
3206         if (!delta)
3207                 return;
3208
3209         /*
3210          * The relation between sum and avg is:
3211          *
3212          *   LOAD_AVG_MAX - 1024 + sa->period_contrib
3213          *
3214          * however, the PELT windows are not aligned between grq and gse.
3215          */
3216
3217         /* Set new sched_entity's utilization */
3218         se->avg.util_avg = gcfs_rq->avg.util_avg;
3219         se->avg.util_sum = se->avg.util_avg * LOAD_AVG_MAX;
3220
3221         /* Update parent cfs_rq utilization */
3222         add_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, delta);
3223         cfs_rq->avg.util_sum = cfs_rq->avg.util_avg * LOAD_AVG_MAX;
3224 }
3225
3226 static inline void
3227 update_tg_cfs_runnable(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3228 {
3229         long delta_avg, running_sum, runnable_sum = gcfs_rq->prop_runnable_sum;
3230         unsigned long runnable_load_avg, load_avg;
3231         u64 runnable_load_sum, load_sum = 0;
3232         s64 delta_sum;
3233
3234         if (!runnable_sum)
3235                 return;
3236
3237         gcfs_rq->prop_runnable_sum = 0;
3238
3239         if (runnable_sum >= 0) {
3240                 /*
3241                  * Add runnable; clip at LOAD_AVG_MAX. Reflects that until
3242                  * the CPU is saturated running == runnable.
3243                  */
3244                 runnable_sum += se->avg.load_sum;
3245                 runnable_sum = min(runnable_sum, (long)LOAD_AVG_MAX);
3246         } else {
3247                 /*
3248                  * Estimate the new unweighted runnable_sum of the gcfs_rq by
3249                  * assuming all tasks are equally runnable.
3250                  */
3251                 if (scale_load_down(gcfs_rq->load.weight)) {
3252                         load_sum = div_s64(gcfs_rq->avg.load_sum,
3253                                 scale_load_down(gcfs_rq->load.weight));
3254                 }
3255
3256                 /* But make sure to not inflate se's runnable */
3257                 runnable_sum = min(se->avg.load_sum, load_sum);
3258         }
3259
3260         /*
3261          * runnable_sum can't be lower than running_sum
3262          * As running sum is scale with CPU capacity wehreas the runnable sum
3263          * is not we rescale running_sum 1st
3264          */
3265         running_sum = se->avg.util_sum /
3266                 arch_scale_cpu_capacity(NULL, cpu_of(rq_of(cfs_rq)));
3267         runnable_sum = max(runnable_sum, running_sum);
3268
3269         load_sum = (s64)se_weight(se) * runnable_sum;
3270         load_avg = div_s64(load_sum, LOAD_AVG_MAX);
3271
3272         delta_sum = load_sum - (s64)se_weight(se) * se->avg.load_sum;
3273         delta_avg = load_avg - se->avg.load_avg;
3274
3275         se->avg.load_sum = runnable_sum;
3276         se->avg.load_avg = load_avg;
3277         add_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, delta_avg);
3278         add_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, delta_sum);
3279
3280         runnable_load_sum = (s64)se_runnable(se) * runnable_sum;
3281         runnable_load_avg = div_s64(runnable_load_sum, LOAD_AVG_MAX);
3282         delta_sum = runnable_load_sum - se_weight(se) * se->avg.runnable_load_sum;
3283         delta_avg = runnable_load_avg - se->avg.runnable_load_avg;
3284
3285         se->avg.runnable_load_sum = runnable_sum;
3286         se->avg.runnable_load_avg = runnable_load_avg;
3287
3288         if (se->on_rq) {
3289                 add_positive(&cfs_rq->avg.runnable_load_avg, delta_avg);
3290                 add_positive(&cfs_rq->avg.runnable_load_sum, delta_sum);
3291         }
3292 }
3293
3294 static inline void add_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq, long runnable_sum)
3295 {
3296         cfs_rq->propagate = 1;
3297         cfs_rq->prop_runnable_sum += runnable_sum;
3298 }
3299
3300 /* Update task and its cfs_rq load average */
3301 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3302 {
3303         struct cfs_rq *cfs_rq, *gcfs_rq;
3304
3305         if (entity_is_task(se))
3306                 return 0;
3307
3308         gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3309         if (!gcfs_rq->propagate)
3310                 return 0;
3311
3312         gcfs_rq->propagate = 0;
3313
3314         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3315
3316         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, gcfs_rq->prop_runnable_sum);
3317
3318         update_tg_cfs_util(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3319         update_tg_cfs_runnable(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3320
3321         return 1;
3322 }
3323
3324 /*
3325  * Check if we need to update the load and the utilization of a blocked
3326  * group_entity:
3327  */
3328 static inline bool skip_blocked_update(struct sched_entity *se)
3329 {
3330         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3331
3332         /*
3333          * If sched_entity still have not zero load or utilization, we have to
3334          * decay it:
3335          */
3336         if (se->avg.load_avg || se->avg.util_avg)
3337                 return false;
3338
3339         /*
3340          * If there is a pending propagation, we have to update the load and
3341          * the utilization of the sched_entity:
3342          */
3343         if (gcfs_rq->propagate)
3344                 return false;
3345
3346         /*
3347          * Otherwise, the load and the utilization of the sched_entity is
3348          * already zero and there is no pending propagation, so it will be a
3349          * waste of time to try to decay it:
3350          */
3351         return true;
3352 }
3353
3354 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3355
3356 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force) {}
3357
3358 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3359 {
3360         return 0;
3361 }
3362
3363 static inline void add_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq, long runnable_sum) {}
3364
3365 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3366
3367 /**
3368  * update_cfs_rq_load_avg - update the cfs_rq's load/util averages
3369  * @now: current time, as per cfs_rq_clock_task()
3370  * @cfs_rq: cfs_rq to update
3371  *
3372  * The cfs_rq avg is the direct sum of all its entities (blocked and runnable)
3373  * avg. The immediate corollary is that all (fair) tasks must be attached, see
3374  * post_init_entity_util_avg().
3375  *
3376  * cfs_rq->avg is used for task_h_load() and update_cfs_share() for example.
3377  *
3378  * Returns true if the load decayed or we removed load.
3379  *
3380  * Since both these conditions indicate a changed cfs_rq->avg.load we should
3381  * call update_tg_load_avg() when this function returns true.
3382  */
3383 static inline int
3384 update_cfs_rq_load_avg(u64 now, struct cfs_rq *cfs_rq)
3385 {
3386         unsigned long removed_load = 0, removed_util = 0, removed_runnable_sum = 0;
3387         struct sched_avg *sa = &cfs_rq->avg;
3388         int decayed = 0;
3389
3390         if (cfs_rq->removed.nr) {
3391                 unsigned long r;
3392                 u32 divider = LOAD_AVG_MAX - 1024 + sa->period_contrib;
3393
3394                 raw_spin_lock(&cfs_rq->removed.lock);
3395                 swap(cfs_rq->removed.util_avg, removed_util);
3396                 swap(cfs_rq->removed.load_avg, removed_load);
3397                 swap(cfs_rq->removed.runnable_sum, removed_runnable_sum);
3398                 cfs_rq->removed.nr = 0;
3399                 raw_spin_unlock(&cfs_rq->removed.lock);
3400
3401                 r = removed_load;
3402                 sub_positive(&sa->load_avg, r);
3403                 sub_positive(&sa->load_sum, r * divider);
3404
3405                 r = removed_util;
3406                 sub_positive(&sa->util_avg, r);
3407                 sub_positive(&sa->util_sum, r * divider);
3408
3409                 add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, -(long)removed_runnable_sum);
3410
3411                 decayed = 1;
3412         }
3413
3414         decayed |= __update_load_avg_cfs_rq(now, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), cfs_rq);
3415
3416 #ifndef CONFIG_64BIT
3417         smp_wmb();
3418         cfs_rq->load_last_update_time_copy = sa->last_update_time;
3419 #endif
3420
3421         if (decayed)
3422                 cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3423
3424         return decayed;
3425 }
3426
3427 /**
3428  * attach_entity_load_avg - attach this entity to its cfs_rq load avg
3429  * @cfs_rq: cfs_rq to attach to
3430  * @se: sched_entity to attach
3431  *
3432  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3433  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3434  */
3435 static void attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3436 {
3437         u32 divider = LOAD_AVG_MAX - 1024 + cfs_rq->avg.period_contrib;
3438
3439         /*
3440          * When we attach the @se to the @cfs_rq, we must align the decay
3441          * window because without that, really weird and wonderful things can
3442          * happen.
3443          *
3444          * XXX illustrate
3445          */
3446         se->avg.last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
3447         se->avg.period_contrib = cfs_rq->avg.period_contrib;
3448
3449         /*
3450          * Hell(o) Nasty stuff.. we need to recompute _sum based on the new
3451          * period_contrib. This isn't strictly correct, but since we're
3452          * entirely outside of the PELT hierarchy, nobody cares if we truncate
3453          * _sum a little.
3454          */
3455         se->avg.util_sum = se->avg.util_avg * divider;
3456
3457         se->avg.load_sum = divider;
3458         if (se_weight(se)) {
3459                 se->avg.load_sum =
3460                         div_u64(se->avg.load_avg * se->avg.load_sum, se_weight(se));
3461         }
3462
3463         se->avg.runnable_load_sum = se->avg.load_sum;
3464
3465         enqueue_load_avg(cfs_rq, se);
3466         cfs_rq->avg.util_avg += se->avg.util_avg;
3467         cfs_rq->avg.util_sum += se->avg.util_sum;
3468
3469         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, se->avg.load_sum);
3470
3471         cfs_rq_util_change(cfs_rq, flags);
3472 }
3473
3474 /**
3475  * detach_entity_load_avg - detach this entity from its cfs_rq load avg
3476  * @cfs_rq: cfs_rq to detach from
3477  * @se: sched_entity to detach
3478  *
3479  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3480  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3481  */
3482 static void detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3483 {
3484         dequeue_load_avg(cfs_rq, se);
3485         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, se->avg.util_avg);
3486         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_sum, se->avg.util_sum);
3487
3488         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, -se->avg.load_sum);
3489
3490         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3491 }
3492
3493 /*
3494  * Optional action to be done while updating the load average
3495  */
3496 #define UPDATE_TG       0x1
3497 #define SKIP_AGE_LOAD   0x2
3498 #define DO_ATTACH       0x4
3499
3500 /* Update task and its cfs_rq load average */
3501 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3502 {
3503         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
3504         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3505         int cpu = cpu_of(rq);
3506         int decayed;
3507
3508         /*
3509          * Track task load average for carrying it to new CPU after migrated, and
3510          * track group sched_entity load average for task_h_load calc in migration
3511          */
3512         if (se->avg.last_update_time && !(flags & SKIP_AGE_LOAD))
3513                 __update_load_avg_se(now, cpu, cfs_rq, se);
3514
3515         decayed  = update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
3516         decayed |= propagate_entity_load_avg(se);
3517
3518         if (!se->avg.last_update_time && (flags & DO_ATTACH)) {
3519
3520                 /*
3521                  * DO_ATTACH means we're here from enqueue_entity().
3522                  * !last_update_time means we've passed through
3523                  * migrate_task_rq_fair() indicating we migrated.
3524                  *
3525                  * IOW we're enqueueing a task on a new CPU.
3526                  */
3527                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se, SCHED_CPUFREQ_MIGRATION);
3528                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
3529
3530         } else if (decayed && (flags & UPDATE_TG))
3531                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
3532 }
3533
3534 #ifndef CONFIG_64BIT
3535 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3536 {
3537         u64 last_update_time_copy;
3538         u64 last_update_time;
3539
3540         do {
3541                 last_update_time_copy = cfs_rq->load_last_update_time_copy;
3542                 smp_rmb();
3543                 last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
3544         } while (last_update_time != last_update_time_copy);
3545
3546         return last_update_time;
3547 }
3548 #else
3549 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3550 {
3551         return cfs_rq->avg.last_update_time;
3552 }
3553 #endif
3554
3555 /*
3556  * Synchronize entity load avg of dequeued entity without locking
3557  * the previous rq.
3558  */
3559 void sync_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3560 {
3561         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3562         u64 last_update_time;
3563
3564         last_update_time = cfs_rq_last_update_time(cfs_rq);
3565         __update_load_avg_blocked_se(last_update_time, cpu_of(rq_of(cfs_rq)), se);
3566 }
3567
3568 /*
3569  * Task first catches up with cfs_rq, and then subtract
3570  * itself from the cfs_rq (task must be off the queue now).
3571  */
3572 void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3573 {
3574         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3575         unsigned long flags;
3576
3577         /*
3578          * tasks cannot exit without having gone through wake_up_new_task() ->
3579          * post_init_entity_util_avg() which will have added things to the
3580          * cfs_rq, so we can remove unconditionally.
3581          *
3582          * Similarly for groups, they will have passed through
3583          * post_init_entity_util_avg() before unregister_sched_fair_group()
3584          * calls this.
3585          */
3586
3587         sync_entity_load_avg(se);
3588
3589         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_rq->removed.lock, flags);
3590         ++cfs_rq->removed.nr;
3591         cfs_rq->removed.util_avg        += se->avg.util_avg;
3592         cfs_rq->removed.load_avg        += se->avg.load_avg;
3593         cfs_rq->removed.runnable_sum    += se->avg.load_sum; /* == runnable_sum */
3594         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_rq->removed.lock, flags);
3595 }
3596
3597 static inline unsigned long cfs_rq_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3598 {
3599         return cfs_rq->avg.runnable_load_avg;
3600 }
3601
3602 static inline unsigned long cfs_rq_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3603 {
3604         return cfs_rq->avg.load_avg;
3605 }
3606
3607 static int idle_balance(struct rq *this_rq, struct rq_flags *rf);
3608
3609 static inline unsigned long task_util(struct task_struct *p)
3610 {
3611         return READ_ONCE(p->se.avg.util_avg);
3612 }
3613
3614 static inline unsigned long _task_util_est(struct task_struct *p)
3615 {
3616         struct util_est ue = READ_ONCE(p->se.avg.util_est);
3617
3618         return max(ue.ewma, ue.enqueued);
3619 }
3620
3621 static inline unsigned long task_util_est(struct task_struct *p)
3622 {
3623         return max(task_util(p), _task_util_est(p));
3624 }
3625
3626 static inline void util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq,
3627                                     struct task_struct *p)
3628 {
3629         unsigned int enqueued;
3630
3631         if (!sched_feat(UTIL_EST))
3632                 return;
3633
3634         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
3635         enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
3636         enqueued += (_task_util_est(p) | UTIL_AVG_UNCHANGED);
3637         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, enqueued);
3638 }
3639
3640 /*
3641  * Check if a (signed) value is within a specified (unsigned) margin,
3642  * based on the observation that:
3643  *
3644  *     abs(x) < y := (unsigned)(x + y - 1) < (2 * y - 1)
3645  *
3646  * NOTE: this only works when value + maring < INT_MAX.
3647  */
3648 static inline bool within_margin(int value, int margin)
3649 {
3650         return ((unsigned int)(value + margin - 1) < (2 * margin - 1));
3651 }
3652
3653 static void
3654 util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p, bool task_sleep)
3655 {
3656         long last_ewma_diff;
3657         struct util_est ue;
3658
3659         if (!sched_feat(UTIL_EST))
3660                 return;
3661
3662         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
3663         ue.enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
3664         ue.enqueued -= min_t(unsigned int, ue.enqueued,
3665                              (_task_util_est(p) | UTIL_AVG_UNCHANGED));
3666         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, ue.enqueued);
3667
3668         /*
3669          * Skip update of task's estimated utilization when the task has not
3670          * yet completed an activation, e.g. being migrated.
3671          */
3672         if (!task_sleep)
3673                 return;
3674
3675         /*
3676          * If the PELT values haven't changed since enqueue time,
3677          * skip the util_est update.
3678          */
3679         ue = p->se.avg.util_est;
3680         if (ue.enqueued & UTIL_AVG_UNCHANGED)
3681                 return;
3682
3683         /*
3684          * Skip update of task's estimated utilization when its EWMA is
3685          * already ~1% close to its last activation value.
3686          */
3687         ue.enqueued = (task_util(p) | UTIL_AVG_UNCHANGED);
3688         last_ewma_diff = ue.enqueued - ue.ewma;
3689         if (within_margin(last_ewma_diff, (SCHED_CAPACITY_SCALE / 100)))
3690                 return;
3691
3692         /*
3693          * Update Task's estimated utilization
3694          *
3695          * When *p completes an activation we can consolidate another sample
3696          * of the task size. This is done by storing the current PELT value
3697          * as ue.enqueued and by using this value to update the Exponential
3698          * Weighted Moving Average (EWMA):
3699          *
3700          *  ewma(t) = w *  task_util(p) + (1-w) * ewma(t-1)
3701          *          = w *  task_util(p) +         ewma(t-1)  - w * ewma(t-1)
3702          *          = w * (task_util(p) -         ewma(t-1)) +     ewma(t-1)
3703          *          = w * (      last_ewma_diff            ) +     ewma(t-1)
3704          *          = w * (last_ewma_diff  +  ewma(t-1) / w)
3705          *
3706          * Where 'w' is the weight of new samples, which is configured to be
3707          * 0.25, thus making w=1/4 ( >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT)
3708          */
3709         ue.ewma <<= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
3710         ue.ewma  += last_ewma_diff;
3711         ue.ewma >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
3712         WRITE_ONCE(p->se.avg.util_est, ue);
3713 }
3714
3715 #else /* CONFIG_SMP */
3716
3717 #define UPDATE_TG       0x0
3718 #define SKIP_AGE_LOAD   0x0
3719 #define DO_ATTACH       0x0
3720
3721 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int not_used1)
3722 {
3723         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3724 }
3725
3726 static inline void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se) {}
3727
3728 static inline void
3729 attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags) {}
3730 static inline void
3731 detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
3732
3733 static inline int idle_balance(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
3734 {
3735         return 0;
3736 }
3737
3738 static inline void
3739 util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p) {}
3740
3741 static inline void
3742 util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p,
3743                  bool task_sleep) {}
3744
3745 #endif /* CONFIG_SMP */
3746
3747 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3748 {
3749 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3750         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
3751
3752         if (d < 0)
3753                 d = -d;
3754
3755         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
3756                 schedstat_inc(cfs_rq->nr_spread_over);
3757 #endif
3758 }
3759
3760 static void
3761 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
3762 {
3763         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3764
3765         /*
3766          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
3767          * however the extra weight of the new task will slow them down a
3768          * little, place the new task so that it fits in the slot that
3769          * stays open at the end.
3770          */
3771         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
3772                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
3773
3774         /* sleeps up to a single latency don't count. */
3775         if (!initial) {
3776                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
3777
3778                 /*
3779                  * Halve their sleep time's effect, to allow
3780                  * for a gentler effect of sleepers:
3781                  */
3782                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
3783                         thresh >>= 1;
3784
3785                 vruntime -= thresh;
3786         }
3787
3788         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
3789         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
3790 }
3791
3792 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
3793
3794 static inline void check_schedstat_required(void)
3795 {
3796 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3797         if (schedstat_enabled())
3798                 return;
3799
3800         /* Force schedstat enabled if a dependent tracepoint is active */
3801         if (trace_sched_stat_wait_enabled()    ||
3802                         trace_sched_stat_sleep_enabled()   ||
3803                         trace_sched_stat_iowait_enabled()  ||
3804                         trace_sched_stat_blocked_enabled() ||
3805                         trace_sched_stat_runtime_enabled())  {
3806                 printk_deferred_once("Scheduler tracepoints stat_sleep, stat_iowait, "
3807                              "stat_blocked and stat_runtime require the "
3808                              "kernel parameter schedstats=enable or "
3809                              "kernel.sched_schedstats=1\n");
3810         }
3811 #endif
3812 }
3813
3814
3815 /*
3816  * MIGRATION
3817  *
3818  *      dequeue
3819  *        update_curr()
3820  *          update_min_vruntime()
3821  *        vruntime -= min_vruntime
3822  *
3823  *      enqueue
3824  *        update_curr()
3825  *          update_min_vruntime()
3826  *        vruntime += min_vruntime
3827  *
3828  * this way the vruntime transition between RQs is done when both
3829  * min_vruntime are up-to-date.
3830  *
3831  * WAKEUP (remote)
3832  *
3833  *      ->migrate_task_rq_fair() (p->state == TASK_WAKING)
3834  *        vruntime -= min_vruntime
3835  *
3836  *      enqueue
3837  *        update_curr()
3838  *          update_min_vruntime()
3839  *        vruntime += min_vruntime
3840  *
3841  * this way we don't have the most up-to-date min_vruntime on the originating
3842  * CPU and an up-to-date min_vruntime on the destination CPU.
3843  */
3844
3845 static void
3846 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3847 {
3848         bool renorm = !(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_MIGRATED);
3849         bool curr = cfs_rq->curr == se;
3850
3851         /*
3852          * If we're the current task, we must renormalise before calling
3853          * update_curr().
3854          */
3855         if (renorm && curr)
3856                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
3857
3858         update_curr(cfs_rq);
3859
3860         /*
3861          * Otherwise, renormalise after, such that we're placed at the current
3862          * moment in time, instead of some random moment in the past. Being
3863          * placed in the past could significantly boost this task to the
3864          * fairness detriment of existing tasks.
3865          */
3866         if (renorm && !curr)
3867                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
3868
3869         /*
3870          * When enqueuing a sched_entity, we must:
3871          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
3872          *   - Add its load to cfs_rq->runnable_avg
3873          *   - For group_entity, update its weight to reflect the new share of
3874          *     its group cfs_rq
3875          *   - Add its new weight to cfs_rq->load.weight
3876          */
3877         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG | DO_ATTACH);
3878         update_cfs_group(se);
3879         enqueue_runnable_load_avg(cfs_rq, se);
3880         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
3881
3882         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
3883                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
3884
3885         check_schedstat_required();
3886         update_stats_enqueue(cfs_rq, se, flags);
3887         check_spread(cfs_rq, se);
3888         if (!curr)
3889                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
3890         se->on_rq = 1;
3891
3892         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
3893                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
3894                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
3895         }
3896 }
3897
3898 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
3899 {
3900         for_each_sched_entity(se) {
3901                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3902                 if (cfs_rq->last != se)
3903                         break;
3904
3905                 cfs_rq->last = NULL;
3906         }
3907 }
3908
3909 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
3910 {
3911         for_each_sched_entity(se) {
3912                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3913                 if (cfs_rq->next != se)
3914                         break;
3915
3916                 cfs_rq->next = NULL;
3917         }
3918 }
3919
3920 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
3921 {
3922         for_each_sched_entity(se) {
3923                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3924                 if (cfs_rq->skip != se)
3925                         break;
3926
3927                 cfs_rq->skip = NULL;
3928         }
3929 }
3930
3931 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3932 {
3933         if (cfs_rq->last == se)
3934                 __clear_buddies_last(se);
3935
3936         if (cfs_rq->next == se)
3937                 __clear_buddies_next(se);
3938
3939         if (cfs_rq->skip == se)
3940                 __clear_buddies_skip(se);
3941 }
3942
3943 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3944
3945 static void
3946 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3947 {
3948         /*
3949          * Update run-time statistics of the 'current'.
3950          */
3951         update_curr(cfs_rq);
3952
3953         /*
3954          * When dequeuing a sched_entity, we must:
3955          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
3956          *   - Substract its load from the cfs_rq->runnable_avg.
3957          *   - Substract its previous weight from cfs_rq->load.weight.
3958          *   - For group entity, update its weight to reflect the new share
3959          *     of its group cfs_rq.
3960          */
3961         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
3962         dequeue_runnable_load_avg(cfs_rq, se);
3963
3964         update_stats_dequeue(cfs_rq, se, flags);
3965
3966         clear_buddies(cfs_rq, se);
3967
3968         if (se != cfs_rq->curr)
3969                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3970         se->on_rq = 0;
3971         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
3972
3973         /*
3974          * Normalize after update_curr(); which will also have moved
3975          * min_vruntime if @se is the one holding it back. But before doing
3976          * update_min_vruntime() again, which will discount @se's position and
3977          * can move min_vruntime forward still more.
3978          */
3979         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
3980                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
3981
3982         /* return excess runtime on last dequeue */
3983         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3984
3985         update_cfs_group(se);
3986
3987         /*
3988          * Now advance min_vruntime if @se was the entity holding it back,
3989          * except when: DEQUEUE_SAVE && !DEQUEUE_MOVE, in this case we'll be
3990          * put back on, and if we advance min_vruntime, we'll be placed back
3991          * further than we started -- ie. we'll be penalized.
3992          */
3993         if ((flags & (DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE)) == DEQUEUE_SAVE)
3994                 update_min_vruntime(cfs_rq);
3995 }
3996
3997 /*
3998  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
3999  */
4000 static void
4001 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
4002 {
4003         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
4004         struct sched_entity *se;
4005         s64 delta;
4006
4007         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
4008         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
4009         if (delta_exec > ideal_runtime) {
4010                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4011                 /*
4012                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
4013                  * re-elected due to buddy favours.
4014                  */
4015                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
4016                 return;
4017         }
4018
4019         /*
4020          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
4021          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
4022          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
4023          */
4024         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
4025                 return;
4026
4027         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
4028         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
4029
4030         if (delta < 0)
4031                 return;
4032
4033         if (delta > ideal_runtime)
4034                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4035 }
4036
4037 static void
4038 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4039 {
4040         /* 'current' is not kept within the tree. */
4041         if (se->on_rq) {
4042                 /*
4043                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
4044                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
4045                  * runqueue.
4046                  */
4047                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
4048                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
4049                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
4050         }
4051
4052         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
4053         cfs_rq->curr = se;
4054
4055         /*
4056          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
4057          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
4058          * when there are only lesser-weight tasks around):
4059          */
4060         if (schedstat_enabled() && rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
4061                 schedstat_set(se->statistics.slice_max,
4062                         max((u64)schedstat_val(se->statistics.slice_max),
4063                             se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime));
4064         }
4065
4066         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
4067 }
4068
4069 static int
4070 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
4071
4072 /*
4073  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
4074  * 1) keep things fair between processes/task groups
4075  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
4076  * 3) pick the "last" process, for cache locality
4077  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
4078  */
4079 static struct sched_entity *
4080 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
4081 {
4082         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
4083         struct sched_entity *se;
4084
4085         /*
4086          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
4087          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
4088          */
4089         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
4090                 left = curr;
4091
4092         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
4093
4094         /*
4095          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
4096          * be done without getting too unfair.
4097          */
4098         if (cfs_rq->skip == se) {
4099                 struct sched_entity *second;
4100
4101                 if (se == curr) {
4102                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
4103                 } else {
4104                         second = __pick_next_entity(se);
4105                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
4106                                 second = curr;
4107                 }
4108
4109                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
4110                         se = second;
4111         }
4112
4113         /*
4114          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
4115          */
4116         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
4117                 se = cfs_rq->last;
4118
4119         /*
4120          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
4121          */
4122         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
4123                 se = cfs_rq->next;
4124
4125         clear_buddies(cfs_rq, se);
4126
4127         return se;
4128 }
4129
4130 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
4131
4132 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
4133 {
4134         /*
4135          * If still on the runqueue then deactivate_task()
4136          * was not called and update_curr() has to be done:
4137          */
4138         if (prev->on_rq)
4139                 update_curr(cfs_rq);
4140
4141         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
4142         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4143
4144         check_spread(cfs_rq, prev);
4145
4146         if (prev->on_rq) {
4147                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
4148                 /* Put 'current' back into the tree. */
4149                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
4150                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
4151                 update_load_avg(cfs_rq, prev, 0);
4152         }
4153         cfs_rq->curr = NULL;
4154 }
4155
4156 static void
4157 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
4158 {
4159         /*
4160          * Update run-time statistics of the 'current'.
4161          */
4162         update_curr(cfs_rq);
4163
4164         /*
4165          * Ensure that runnable average is periodically updated.
4166          */
4167         update_load_avg(cfs_rq, curr, UPDATE_TG);
4168         update_cfs_group(curr);
4169
4170 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
4171         /*
4172          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
4173          * validating it and just reschedule.
4174          */
4175         if (queued) {
4176                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4177                 return;
4178         }
4179         /*
4180          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
4181          */
4182         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
4183                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
4184                 return;
4185 #endif
4186
4187         if (cfs_rq->nr_running > 1)
4188                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
4189 }
4190
4191
4192 /**************************************************
4193  * CFS bandwidth control machinery
4194  */
4195
4196 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
4197
4198 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
4199 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
4200
4201 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
4202 {
4203         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
4204 }
4205
4206 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
4207 {
4208         static_key_slow_inc_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
4209 }
4210
4211 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
4212 {
4213         static_key_slow_dec_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
4214 }
4215 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
4216 static bool cfs_bandwidth_used(void)
4217 {
4218         return true;
4219 }
4220
4221 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
4222 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
4223 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
4224
4225 /*
4226  * default period for cfs group bandwidth.
4227  * default: 0.1s, units: nanoseconds
4228  */
4229 static inline u64 default_cfs_period(void)
4230 {
4231         return 100000000ULL;
4232 }
4233
4234 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
4235 {
4236         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
4237 }
4238
4239 /*
4240  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
4241  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
4242  * additional synchronization around rq->lock.
4243  *
4244  * requires cfs_b->lock
4245  */
4246 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4247 {
4248         u64 now;
4249
4250         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4251                 return;
4252
4253         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
4254         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
4255         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
4256         cfs_b->expires_seq++;
4257 }
4258
4259 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
4260 {
4261         return &tg->cfs_bandwidth;
4262 }
4263
4264 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
4265 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
4266 {
4267         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
4268                 return cfs_rq->throttled_clock_task - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
4269
4270         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
4271 }
4272
4273 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
4274 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4275 {
4276         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
4277         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
4278         u64 amount = 0, min_amount, expires;
4279         int expires_seq;
4280
4281         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
4282         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
4283
4284         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4285         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4286                 amount = min_amount;
4287         else {
4288                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
4289
4290                 if (cfs_b->runtime > 0) {
4291                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
4292                         cfs_b->runtime -= amount;
4293                         cfs_b->idle = 0;
4294                 }
4295         }
4296         expires_seq = cfs_b->expires_seq;
4297         expires = cfs_b->runtime_expires;
4298         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4299
4300         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
4301         /*
4302          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
4303          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
4304          * issued.
4305          */
4306         if (cfs_rq->expires_seq != expires_seq) {
4307                 cfs_rq->expires_seq = expires_seq;
4308                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
4309         }
4310
4311         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
4312 }
4313
4314 /*
4315  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
4316  * fact that rq->clock snapshots this value.
4317  */
4318 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4319 {
4320         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4321
4322         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
4323         if (likely((s64)(rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
4324                 return;
4325
4326         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
4327                 return;
4328
4329         /*
4330          * If the local deadline has passed we have to consider the
4331          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
4332          * has not truly expired.
4333          *
4334          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
4335          * whether the global deadline(cfs_b->expires_seq) has advanced.
4336          */
4337         if (cfs_rq->expires_seq == cfs_b->expires_seq) {
4338                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
4339                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
4340         } else {
4341                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
4342                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
4343         }
4344 }
4345
4346 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
4347 {
4348         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
4349         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
4350         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4351
4352         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
4353                 return;
4354
4355         /*
4356          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
4357          * hierarchy can be throttled
4358          */
4359         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
4360                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4361 }
4362
4363 static __always_inline
4364 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
4365 {
4366         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
4367                 return;
4368
4369         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
4370 }
4371
4372 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
4373 {
4374         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
4375 }
4376
4377 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
4378 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
4379 {
4380         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
4381 }
4382
4383 /*
4384  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
4385  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
4386  * load-balance operations.
4387  */
4388 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
4389                                     int src_cpu, int dest_cpu)
4390 {
4391         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
4392
4393         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
4394         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
4395
4396         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
4397                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
4398 }
4399
4400 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
4401 {
4402         struct rq *rq = data;
4403         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4404
4405         cfs_rq->throttle_count--;
4406         if (!cfs_rq->throttle_count) {
4407                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
4408                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
4409                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
4410         }
4411
4412         return 0;
4413 }
4414
4415 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
4416 {
4417         struct rq *rq = data;
4418         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4419
4420         /* group is entering throttled state, stop time */
4421         if (!cfs_rq->throttle_count)
4422                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
4423         cfs_rq->throttle_count++;
4424
4425         return 0;
4426 }
4427
4428 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
4429 {
4430         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4431         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4432         struct sched_entity *se;
4433         long task_delta, dequeue = 1;
4434         bool empty;
4435
4436         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
4437
4438         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
4439         rcu_read_lock();
4440         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
4441         rcu_read_unlock();
4442
4443         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4444         for_each_sched_entity(se) {
4445                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
4446                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
4447                 if (!se->on_rq)
4448                         break;
4449
4450                 if (dequeue)
4451                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
4452                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
4453
4454                 if (qcfs_rq->load.weight)
4455                         dequeue = 0;
4456         }
4457
4458         if (!se)
4459                 sub_nr_running(rq, task_delta);
4460
4461         cfs_rq->throttled = 1;
4462         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
4463         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4464         empty = list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4465
4466         /*
4467          * Add to the _head_ of the list, so that an already-started
4468          * distribute_cfs_runtime will not see us
4469          */
4470         list_add_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
4471
4472         /*
4473          * If we're the first throttled task, make sure the bandwidth
4474          * timer is running.
4475          */
4476         if (empty)
4477                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
4478
4479         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4480 }
4481
4482 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
4483 {
4484         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4485         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4486         struct sched_entity *se;
4487         int enqueue = 1;
4488         long task_delta;
4489
4490         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
4491
4492         cfs_rq->throttled = 0;
4493
4494         update_rq_clock(rq);
4495
4496         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4497         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
4498         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
4499         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4500
4501         /* update hierarchical throttle state */
4502         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
4503
4504         if (!cfs_rq->load.weight)
4505                 return;
4506
4507         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4508         for_each_sched_entity(se) {
4509                 if (se->on_rq)
4510                         enqueue = 0;
4511
4512                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4513                 if (enqueue)
4514                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
4515                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
4516
4517                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4518                         break;
4519         }
4520
4521         if (!se)
4522                 add_nr_running(rq, task_delta);
4523
4524         /* Determine whether we need to wake up potentially idle CPU: */
4525         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
4526                 resched_curr(rq);
4527 }
4528
4529 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
4530                 u64 remaining, u64 expires)
4531 {
4532         struct cfs_rq *cfs_rq;
4533         u64 runtime;
4534         u64 starting_runtime = remaining;
4535
4536         rcu_read_lock();
4537         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
4538                                 throttled_list) {
4539                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4540                 struct rq_flags rf;
4541
4542                 rq_lock(rq, &rf);
4543                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4544                         goto next;
4545
4546                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
4547                 if (runtime > remaining)
4548                         runtime = remaining;
4549                 remaining -= runtime;
4550
4551                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
4552                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
4553
4554                 /* we check whether we're throttled above */
4555                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
4556                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
4557
4558 next:
4559                 rq_unlock(rq, &rf);
4560
4561                 if (!remaining)
4562                         break;
4563         }
4564         rcu_read_unlock();
4565
4566         return starting_runtime - remaining;
4567 }
4568
4569 /*
4570  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
4571  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
4572  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
4573  * used to track this state.
4574  */
4575 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
4576 {
4577         u64 runtime, runtime_expires;
4578         int throttled;
4579
4580         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
4581         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4582                 goto out_deactivate;
4583
4584         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4585         cfs_b->nr_periods += overrun;
4586
4587         /*
4588          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
4589          * we're going inactive then everything else can be deferred
4590          */
4591         if (cfs_b->idle && !throttled)
4592                 goto out_deactivate;
4593
4594         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
4595
4596         if (!throttled) {
4597                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
4598                 cfs_b->idle = 1;
4599                 return 0;
4600         }
4601
4602         /* account preceding periods in which throttling occurred */
4603         cfs_b->nr_throttled += overrun;
4604
4605         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
4606
4607         /*
4608          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth while
4609          * we unthrottle. This can potentially race with an unthrottled group
4610          * trying to acquire new bandwidth from the global pool. This can result
4611          * in us over-using our runtime if it is all used during this loop, but
4612          * only by limited amounts in that extreme case.
4613          */
4614         while (throttled && cfs_b->runtime > 0) {
4615                 runtime = cfs_b->runtime;
4616                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4617                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
4618                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
4619                                                  runtime_expires);
4620                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4621
4622                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4623
4624                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
4625         }
4626
4627         /*
4628          * While we are ensured activity in the period following an
4629          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
4630          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
4631          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
4632          */
4633         cfs_b->idle = 0;
4634
4635         return 0;
4636
4637 out_deactivate:
4638         return 1;
4639 }
4640
4641 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
4642 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
4643 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
4644 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
4645 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
4646 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
4647
4648 /*
4649  * Are we near the end of the current quota period?
4650  *
4651  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
4652  * hrtimer base being cleared by hrtimer_start. In the case of
4653  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
4654  */
4655 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
4656 {
4657         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
4658         u64 remaining;
4659
4660         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
4661         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
4662                 return 1;
4663
4664         /* is a quota refresh about to occur? */
4665         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
4666         if (remaining < min_expire)
4667                 return 1;
4668
4669         return 0;
4670 }
4671
4672 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4673 {
4674         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
4675
4676         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
4677         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
4678                 return;
4679
4680         hrtimer_start(&cfs_b->slack_timer,
4681                         ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period),
4682                         HRTIMER_MODE_REL);
4683 }
4684
4685 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
4686 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4687 {
4688         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4689         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
4690
4691         if (slack_runtime <= 0)
4692                 return;
4693
4694         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4695         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
4696             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
4697                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
4698
4699                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
4700                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
4701                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
4702                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
4703         }
4704         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4705
4706         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
4707         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
4708 }
4709
4710 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4711 {
4712         if (!cfs_bandwidth_used())
4713                 return;
4714
4715         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
4716                 return;
4717
4718         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4719 }
4720
4721 /*
4722  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
4723  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
4724  */
4725 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4726 {
4727         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
4728         u64 expires;
4729
4730         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
4731         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4732         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
4733                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4734                 return;
4735         }
4736
4737         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice)
4738                 runtime = cfs_b->runtime;
4739
4740         expires = cfs_b->runtime_expires;
4741         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4742
4743         if (!runtime)
4744                 return;
4745
4746         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
4747
4748         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4749         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
4750                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
4751         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4752 }
4753
4754 /*
4755  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
4756  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
4757  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
4758  */
4759 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
4760 {
4761         if (!cfs_bandwidth_used())
4762                 return;
4763
4764         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
4765         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
4766                 return;
4767
4768         /* ensure the group is not already throttled */
4769         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4770                 return;
4771
4772         /* update runtime allocation */
4773         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
4774         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
4775                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
4776 }
4777
4778 static void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu)
4779 {
4780         struct cfs_rq *pcfs_rq, *cfs_rq;
4781
4782         if (!cfs_bandwidth_used())
4783                 return;
4784
4785         if (!tg->parent)
4786                 return;
4787
4788         cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
4789         pcfs_rq = tg->parent->cfs_rq[cpu];
4790
4791         cfs_rq->throttle_count = pcfs_rq->throttle_count;
4792         cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(cpu_rq(cpu));
4793 }
4794
4795 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
4796 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4797 {
4798         if (!cfs_bandwidth_used())
4799                 return false;
4800
4801         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
4802                 return false;
4803
4804         /*
4805          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
4806          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
4807          */
4808         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4809                 return true;
4810
4811         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
4812         return true;
4813 }
4814
4815 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
4816 {
4817         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
4818                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
4819
4820         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
4821
4822         return HRTIMER_NORESTART;
4823 }
4824
4825 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
4826 {
4827         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
4828                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
4829         int overrun;
4830         int idle = 0;
4831
4832         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4833         for (;;) {
4834                 overrun = hrtimer_forward_now(timer, cfs_b->period);
4835                 if (!overrun)
4836                         break;
4837
4838                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
4839         }
4840         if (idle)
4841                 cfs_b->period_active = 0;
4842         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4843
4844         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
4845 }
4846
4847 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4848 {
4849         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
4850         cfs_b->runtime = 0;
4851         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
4852         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
4853
4854         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4855         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
4856         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
4857         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
4858         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
4859 }
4860
4861 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4862 {
4863         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
4864         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
4865 }
4866
4867 void start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4868 {
4869         u64 overrun;
4870
4871         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
4872
4873         if (cfs_b->period_active)
4874                 return;
4875
4876         cfs_b->period_active = 1;
4877         overrun = hrtimer_forward_now(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
4878         cfs_b->runtime_expires += (overrun + 1) * ktime_to_ns(cfs_b->period);
4879         cfs_b->expires_seq++;
4880         hrtimer_start_expires(&cfs_b->period_timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
4881 }
4882
4883 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4884 {
4885         /* init_cfs_bandwidth() was not called */
4886         if (!cfs_b->throttled_cfs_rq.next)
4887                 return;
4888
4889         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
4890         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
4891 }
4892
4893 /*
4894  * Both these CPU hotplug callbacks race against unregister_fair_sched_group()
4895  *
4896  * The race is harmless, since modifying bandwidth settings of unhooked group
4897  * bits doesn't do much.
4898  */
4899
4900 /* cpu online calback */
4901 static void __maybe_unused update_runtime_enabled(struct rq *rq)
4902 {
4903         struct task_group *tg;
4904
4905         lockdep_assert_held(&rq->lock);
4906
4907         rcu_read_lock();
4908         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
4909                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
4910                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4911
4912                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4913                 cfs_rq->runtime_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
4914                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4915         }
4916         rcu_read_unlock();
4917 }
4918
4919 /* cpu offline callback */
4920 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
4921 {
4922         struct task_group *tg;
4923
4924         lockdep_assert_held(&rq->lock);
4925
4926         rcu_read_lock();
4927         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
4928                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4929
4930                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
4931                         continue;
4932
4933                 /*
4934                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
4935                  * there's some valid quota amount
4936                  */
4937                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
4938                 /*
4939                  * Offline rq is schedulable till CPU is completely disabled
4940                  * in take_cpu_down(), so we prevent new cfs throttling here.
4941                  */
4942                 cfs_rq->runtime_enabled = 0;
4943
4944                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4945                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
4946         }
4947         rcu_read_unlock();
4948 }
4949
4950 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
4951 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
4952 {
4953         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
4954 }
4955
4956 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
4957 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
4958 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4959 static inline void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu) {}
4960 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4961
4962 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
4963 {
4964         return 0;
4965 }
4966
4967 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
4968 {
4969         return 0;
4970 }
4971
4972 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
4973                                     int src_cpu, int dest_cpu)
4974 {
4975         return 0;
4976 }
4977
4978 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
4979
4980 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4981 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4982 #endif
4983
4984 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
4985 {
4986         return NULL;
4987 }
4988 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
4989 static inline void update_runtime_enabled(struct rq *rq) {}
4990 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
4991
4992 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
4993
4994 /**************************************************
4995  * CFS operations on tasks:
4996  */
4997
4998 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
4999 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5000 {
5001         struct sched_entity *se = &p->se;
5002         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5003
5004         SCHED_WARN_ON(task_rq(p) != rq);
5005
5006         if (rq->cfs.h_nr_running > 1) {
5007                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
5008                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
5009                 s64 delta = slice - ran;
5010
5011                 if (delta < 0) {
5012                         if (rq->curr == p)
5013                                 resched_curr(rq);
5014                         return;
5015                 }
5016                 hrtick_start(rq, delta);
5017         }
5018 }
5019
5020 /*
5021  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
5022  * current task is from our class and nr_running is low enough
5023  * to matter.
5024  */
5025 static void hrtick_update(struct rq *rq)
5026 {
5027         struct task_struct *curr = rq->curr;
5028
5029         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
5030                 return;
5031
5032         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
5033                 hrtick_start_fair(rq, curr);
5034 }
5035 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
5036 static inline void
5037 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5038 {
5039 }
5040
5041 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
5042 {
5043 }
5044 #endif
5045
5046 /*
5047  * The enqueue_task method is called before nr_running is
5048  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
5049  * then put the task into the rbtree:
5050  */
5051 static void
5052 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
5053 {
5054         struct cfs_rq *cfs_rq;
5055         struct sched_entity *se = &p->se;
5056
5057         /*
5058          * The code below (indirectly) updates schedutil which looks at
5059          * the cfs_rq utilization to select a frequency.
5060          * Let's add the task's estimated utilization to the cfs_rq's
5061          * estimated utilization, before we update schedutil.
5062          */
5063         util_est_enqueue(&rq->cfs, p);
5064
5065         /*
5066          * If in_iowait is set, the code below may not trigger any cpufreq
5067          * utilization updates, so do it here explicitly with the IOWAIT flag
5068          * passed.
5069          */
5070         if (p->in_iowait)
5071                 cpufreq_update_util(rq, SCHED_CPUFREQ_IOWAIT);
5072
5073         for_each_sched_entity(se) {
5074                 if (se->on_rq)
5075                         break;
5076                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5077                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
5078
5079                 /*
5080                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
5081                  *
5082                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
5083                  * post the final h_nr_running increment below.
5084                  */
5085                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5086                         break;
5087                 cfs_rq->h_nr_running++;
5088
5089                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
5090         }
5091
5092         for_each_sched_entity(se) {
5093                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5094                 cfs_rq->h_nr_running++;
5095
5096                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5097                         break;
5098
5099                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
5100                 update_cfs_group(se);
5101         }
5102
5103         if (!se)
5104                 add_nr_running(rq, 1);
5105
5106         hrtick_update(rq);
5107 }
5108
5109 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
5110
5111 /*
5112  * The dequeue_task method is called before nr_running is
5113  * decreased. We remove the task from the rbtree and
5114  * update the fair scheduling stats:
5115  */
5116 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
5117 {
5118         struct cfs_rq *cfs_rq;
5119         struct sched_entity *se = &p->se;
5120         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
5121
5122         for_each_sched_entity(se) {
5123                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5124                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
5125
5126                 /*
5127                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
5128                  *
5129                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
5130                  * post the final h_nr_running decrement below.
5131                 */
5132                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5133                         break;
5134                 cfs_rq->h_nr_running--;
5135
5136                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
5137                 if (cfs_rq->load.weight) {
5138                         /* Avoid re-evaluating load for this entity: */
5139                         se = parent_entity(se);
5140                         /*
5141                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
5142                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
5143                          */
5144                         if (task_sleep && se && !throttled_hierarchy(cfs_rq))
5145                                 set_next_buddy(se);
5146                         break;
5147                 }
5148                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
5149         }
5150
5151         for_each_sched_entity(se) {
5152                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5153                 cfs_rq->h_nr_running--;
5154
5155                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5156                         break;
5157
5158                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
5159                 update_cfs_group(se);
5160         }
5161
5162         if (!se)
5163                 sub_nr_running(rq, 1);
5164
5165         util_est_dequeue(&rq->cfs, p, task_sleep);
5166         hrtick_update(rq);
5167 }
5168
5169 #ifdef CONFIG_SMP
5170
5171 /* Working cpumask for: load_balance, load_balance_newidle. */
5172 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
5173 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
5174
5175 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5176 /*
5177  * per rq 'load' arrray crap; XXX kill this.
5178  */
5179
5180 /*
5181  * The exact cpuload calculated at every tick would be:
5182  *
5183  *   load' = (1 - 1/2^i) * load + (1/2^i) * cur_load
5184  *
5185  * If a CPU misses updates for n ticks (as it was idle) and update gets
5186  * called on the n+1-th tick when CPU may be busy, then we have:
5187  *
5188  *   load_n   = (1 - 1/2^i)^n * load_0
5189  *   load_n+1 = (1 - 1/2^i)   * load_n + (1/2^i) * cur_load
5190  *
5191  * decay_load_missed() below does efficient calculation of
5192  *
5193  *   load' = (1 - 1/2^i)^n * load
5194  *
5195  * Because x^(n+m) := x^n * x^m we can decompose any x^n in power-of-2 factors.
5196  * This allows us to precompute the above in said factors, thereby allowing the
5197  * reduction of an arbitrary n in O(log_2 n) steps. (See also
5198  * fixed_power_int())
5199  *
5200  * The calculation is approximated on a 128 point scale.
5201  */
5202 #define DEGRADE_SHIFT           7
5203
5204 static const u8 degrade_zero_ticks[CPU_LOAD_IDX_MAX] = {0, 8, 32, 64, 128};
5205 static const u8 degrade_factor[CPU_LOAD_IDX_MAX][DEGRADE_SHIFT + 1] = {
5206         {   0,   0,  0,  0,  0,  0, 0, 0 },
5207         {  64,  32,  8,  0,  0,  0, 0, 0 },
5208         {  96,  72, 40, 12,  1,  0, 0, 0 },
5209         { 112,  98, 75, 43, 15,  1, 0, 0 },
5210         { 120, 112, 98, 76, 45, 16, 2, 0 }
5211 };
5212
5213 /*
5214  * Update cpu_load for any missed ticks, due to tickless idle. The backlog
5215  * would be when CPU is idle and so we just decay the old load without
5216  * adding any new load.
5217  */
5218 static unsigned long
5219 decay_load_missed(unsigned long load, unsigned long missed_updates, int idx)
5220 {
5221         int j = 0;
5222
5223         if (!missed_updates)
5224                 return load;
5225
5226         if (missed_updates >= degrade_zero_ticks[idx])
5227                 return 0;
5228
5229         if (idx == 1)
5230                 return load >> missed_updates;
5231
5232         while (missed_updates) {
5233                 if (missed_updates % 2)
5234                         load = (load * degrade_factor[idx][j]) >> DEGRADE_SHIFT;
5235
5236                 missed_updates >>= 1;
5237                 j++;
5238         }
5239         return load;
5240 }
5241
5242 static struct {
5243         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
5244         atomic_t nr_cpus;
5245         int has_blocked;                /* Idle CPUS has blocked load */
5246         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
5247         unsigned long next_blocked;     /* Next update of blocked load in jiffies */
5248 } nohz ____cacheline_aligned;
5249
5250 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
5251
5252 /**
5253  * __cpu_load_update - update the rq->cpu_load[] statistics
5254  * @this_rq: The rq to update statistics for
5255  * @this_load: The current load
5256  * @pending_updates: The number of missed updates
5257  *
5258  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
5259  * scheduler tick (TICK_NSEC).
5260  *
5261  * This function computes a decaying average:
5262  *
5263  *   load[i]' = (1 - 1/2^i) * load[i] + (1/2^i) * load
5264  *
5265  * Because of NOHZ it might not get called on every tick which gives need for
5266  * the @pending_updates argument.
5267  *
5268  *   load[i]_n = (1 - 1/2^i) * load[i]_n-1 + (1/2^i) * load_n-1
5269  *             = A * load[i]_n-1 + B ; A := (1 - 1/2^i), B := (1/2^i) * load
5270  *             = A * (A * load[i]_n-2 + B) + B
5271  *             = A * (A * (A * load[i]_n-3 + B) + B) + B
5272  *             = A^3 * load[i]_n-3 + (A^2 + A + 1) * B
5273  *             = A^n * load[i]_0 + (A^(n-1) + A^(n-2) + ... + 1) * B
5274  *             = A^n * load[i]_0 + ((1 - A^n) / (1 - A)) * B
5275  *             = (1 - 1/2^i)^n * (load[i]_0 - load) + load
5276  *
5277  * In the above we've assumed load_n := load, which is true for NOHZ_FULL as
5278  * any change in load would have resulted in the tick being turned back on.
5279  *
5280  * For regular NOHZ, this reduces to:
5281  *
5282  *   load[i]_n = (1 - 1/2^i)^n * load[i]_0
5283  *
5284  * see decay_load_misses(). For NOHZ_FULL we get to subtract and add the extra
5285  * term.
5286  */
5287 static void cpu_load_update(struct rq *this_rq, unsigned long this_load,
5288                             unsigned long pending_updates)
5289 {
5290         unsigned long __maybe_unused tickless_load = this_rq->cpu_load[0];
5291         int i, scale;
5292
5293         this_rq->nr_load_updates++;
5294
5295         /* Update our load: */
5296         this_rq->cpu_load[0] = this_load; /* Fasttrack for idx 0 */
5297         for (i = 1, scale = 2; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
5298                 unsigned long old_load, new_load;
5299
5300                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
5301
5302                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
5303 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5304                 old_load = decay_load_missed(old_load, pending_updates - 1, i);
5305                 if (tickless_load) {
5306                         old_load -= decay_load_missed(tickless_load, pending_updates - 1, i);
5307                         /*
5308                          * old_load can never be a negative value because a
5309                          * decayed tickless_load cannot be greater than the
5310                          * original tickless_load.
5311                          */
5312                         old_load += tickless_load;
5313                 }
5314 #endif
5315                 new_load = this_load;
5316                 /*
5317                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
5318                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
5319                  * example.
5320                  */
5321                 if (new_load > old_load)
5322                         new_load += scale - 1;
5323
5324                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load * (scale - 1) + new_load) >> i;
5325         }
5326
5327         sched_avg_update(this_rq);
5328 }
5329
5330 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
5331 static unsigned long weighted_cpuload(struct rq *rq)
5332 {
5333         return cfs_rq_runnable_load_avg(&rq->cfs);
5334 }
5335
5336 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5337 /*
5338  * There is no sane way to deal with nohz on smp when using jiffies because the
5339  * CPU doing the jiffies update might drift wrt the CPU doing the jiffy reading
5340  * causing off-by-one errors in observed deltas; {0,2} instead of {1,1}.
5341  *
5342  * Therefore we need to avoid the delta approach from the regular tick when
5343  * possible since that would seriously skew the load calculation. This is why we
5344  * use cpu_load_update_periodic() for CPUs out of nohz. However we'll rely on
5345  * jiffies deltas for updates happening while in nohz mode (idle ticks, idle
5346  * loop exit, nohz_idle_balance, nohz full exit...)
5347  *
5348  * This means we might still be one tick off for nohz periods.
5349  */
5350
5351 static void cpu_load_update_nohz(struct rq *this_rq,
5352                                  unsigned long curr_jiffies,
5353                                  unsigned long load)
5354 {
5355         unsigned long pending_updates;
5356
5357         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
5358         if (pending_updates) {
5359                 this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
5360                 /*
5361                  * In the regular NOHZ case, we were idle, this means load 0.
5362                  * In the NOHZ_FULL case, we were non-idle, we should consider
5363                  * its weighted load.
5364                  */
5365                 cpu_load_update(this_rq, load, pending_updates);
5366         }
5367 }
5368
5369 /*
5370  * Called from nohz_idle_balance() to update the load ratings before doing the
5371  * idle balance.
5372  */
5373 static void cpu_load_update_idle(struct rq *this_rq)
5374 {
5375         /*
5376          * bail if there's load or we're actually up-to-date.
5377          */
5378         if (weighted_cpuload(this_rq))
5379                 return;
5380
5381         cpu_load_update_nohz(this_rq, READ_ONCE(jiffies), 0);
5382 }
5383
5384 /*
5385  * Record CPU load on nohz entry so we know the tickless load to account
5386  * on nohz exit. cpu_load[0] happens then to be updated more frequently
5387  * than other cpu_load[idx] but it should be fine as cpu_load readers
5388  * shouldn't rely into synchronized cpu_load[*] updates.
5389  */
5390 void cpu_load_update_nohz_start(void)
5391 {
5392         struct rq *this_rq = this_rq();
5393
5394         /*
5395          * This is all lockless but should be fine. If weighted_cpuload changes
5396          * concurrently we'll exit nohz. And cpu_load write can race with
5397          * cpu_load_update_idle() but both updater would be writing the same.
5398          */
5399         this_rq->cpu_load[0] = weighted_cpuload(this_rq);
5400 }
5401
5402 /*
5403  * Account the tickless load in the end of a nohz frame.
5404  */
5405 void cpu_load_update_nohz_stop(void)
5406 {
5407         unsigned long curr_jiffies = READ_ONCE(jiffies);
5408         struct rq *this_rq = this_rq();
5409         unsigned long load;
5410         struct rq_flags rf;
5411
5412         if (curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
5413                 return;
5414
5415         load = weighted_cpuload(this_rq);
5416         rq_lock(this_rq, &rf);
5417         update_rq_clock(this_rq);
5418         cpu_load_update_nohz(this_rq, curr_jiffies, load);
5419         rq_unlock(this_rq, &rf);
5420 }
5421 #else /* !CONFIG_NO_HZ_COMMON */
5422 static inline void cpu_load_update_nohz(struct rq *this_rq,
5423                                         unsigned long curr_jiffies,
5424                                         unsigned long load) { }
5425 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
5426
5427 static void cpu_load_update_periodic(struct rq *this_rq, unsigned long load)
5428 {
5429 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5430         /* See the mess around cpu_load_update_nohz(). */
5431         this_rq->last_load_update_tick = READ_ONCE(jiffies);
5432 #endif
5433         cpu_load_update(this_rq, load, 1);
5434 }
5435
5436 /*
5437  * Called from scheduler_tick()
5438  */
5439 void cpu_load_update_active(struct rq *this_rq)
5440 {
5441         unsigned long load = weighted_cpuload(this_rq);
5442
5443         if (tick_nohz_tick_stopped())
5444                 cpu_load_update_nohz(this_rq, READ_ONCE(jiffies), load);
5445         else
5446                 cpu_load_update_periodic(this_rq, load);
5447 }
5448
5449 /*
5450  * Return a low guess at the load of a migration-source CPU weighted
5451  * according to the scheduling class and "nice" value.
5452  *
5453  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
5454  * balance conservatively.
5455  */
5456 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
5457 {
5458         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5459         unsigned long total = weighted_cpuload(rq);
5460
5461         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
5462                 return total;
5463
5464         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
5465 }
5466
5467 /*
5468  * Return a high guess at the load of a migration-target CPU weighted
5469  * according to the scheduling class and "nice" value.
5470  */
5471 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
5472 {
5473         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5474         unsigned long total = weighted_cpuload(rq);
5475
5476         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
5477                 return total;
5478
5479         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
5480 }
5481
5482 static unsigned long capacity_of(int cpu)
5483 {
5484         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity;
5485 }
5486
5487 static unsigned long capacity_orig_of(int cpu)
5488 {
5489         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig;
5490 }
5491
5492 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
5493 {
5494         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5495         unsigned long nr_running = READ_ONCE(rq->cfs.h_nr_running);
5496         unsigned long load_avg = weighted_cpuload(rq);
5497
5498         if (nr_running)
5499                 return load_avg / nr_running;
5500
5501         return 0;
5502 }
5503
5504 static void record_wakee(struct task_struct *p)
5505 {
5506         /*
5507          * Only decay a single time; tasks that have less then 1 wakeup per
5508          * jiffy will not have built up many flips.
5509          */
5510         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
5511                 current->wakee_flips >>= 1;
5512                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
5513         }
5514
5515         if (current->last_wakee != p) {
5516                 current->last_wakee = p;
5517                 current->wakee_flips++;
5518         }
5519 }
5520
5521 /*
5522  * Detect M:N waker/wakee relationships via a switching-frequency heuristic.
5523  *
5524  * A waker of many should wake a different task than the one last awakened
5525  * at a frequency roughly N times higher than one of its wakees.
5526  *
5527  * In order to determine whether we should let the load spread vs consolidating
5528  * to shared cache, we look for a minimum 'flip' frequency of llc_size in one
5529  * partner, and a factor of lls_size higher frequency in the other.
5530  *
5531  * With both conditions met, we can be relatively sure that the relationship is
5532  * non-monogamous, with partner count exceeding socket size.
5533  *
5534  * Waker/wakee being client/server, worker/dispatcher, interrupt source or
5535  * whatever is irrelevant, spread criteria is apparent partner count exceeds
5536  * socket size.
5537  */
5538 static int wake_wide(struct task_struct *p)
5539 {
5540         unsigned int master = current->wakee_flips;
5541         unsigned int slave = p->wakee_flips;
5542         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
5543
5544         if (master < slave)
5545                 swap(master, slave);
5546         if (slave < factor || master < slave * factor)
5547                 return 0;
5548         return 1;
5549 }
5550
5551 /*
5552  * The purpose of wake_affine() is to quickly determine on which CPU we can run
5553  * soonest. For the purpose of speed we only consider the waking and previous
5554  * CPU.
5555  *
5556  * wake_affine_idle() - only considers 'now', it check if the waking CPU is
5557  *                      cache-affine and is (or will be) idle.
5558  *
5559  * wake_affine_weight() - considers the weight to reflect the average
5560  *                        scheduling latency of the CPUs. This seems to work
5561  *                        for the overloaded case.
5562  */
5563 static int
5564 wake_affine_idle(int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5565 {
5566         /*
5567          * If this_cpu is idle, it implies the wakeup is from interrupt
5568          * context. Only allow the move if cache is shared. Otherwise an
5569          * interrupt intensive workload could force all tasks onto one
5570          * node depending on the IO topology or IRQ affinity settings.
5571          *
5572          * If the prev_cpu is idle and cache affine then avoid a migration.
5573          * There is no guarantee that the cache hot data from an interrupt
5574          * is more important than cache hot data on the prev_cpu and from
5575          * a cpufreq perspective, it's better to have higher utilisation
5576          * on one CPU.
5577          */
5578         if (available_idle_cpu(this_cpu) && cpus_share_cache(this_cpu, prev_cpu))
5579                 return available_idle_cpu(prev_cpu) ? prev_cpu : this_cpu;
5580
5581         if (sync && cpu_rq(this_cpu)->nr_running == 1)
5582                 return this_cpu;
5583
5584         return nr_cpumask_bits;
5585 }
5586
5587 static int
5588 wake_affine_weight(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5589                    int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5590 {
5591         s64 this_eff_load, prev_eff_load;
5592         unsigned long task_load;
5593
5594         this_eff_load = target_load(this_cpu, sd->wake_idx);
5595
5596         if (sync) {
5597                 unsigned long current_load = task_h_load(current);
5598
5599                 if (current_load > this_eff_load)
5600                         return this_cpu;
5601
5602                 this_eff_load -= current_load;
5603         }
5604
5605         task_load = task_h_load(p);
5606
5607         this_eff_load += task_load;
5608         if (sched_feat(WA_BIAS))
5609                 this_eff_load *= 100;
5610         this_eff_load *= capacity_of(prev_cpu);
5611
5612         prev_eff_load = source_load(prev_cpu, sd->wake_idx);
5613         prev_eff_load -= task_load;
5614         if (sched_feat(WA_BIAS))
5615                 prev_eff_load *= 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
5616         prev_eff_load *= capacity_of(this_cpu);
5617
5618         /*
5619          * If sync, adjust the weight of prev_eff_load such that if
5620          * prev_eff == this_eff that select_idle_sibling() will consider
5621          * stacking the wakee on top of the waker if no other CPU is
5622          * idle.
5623          */
5624         if (sync)
5625                 prev_eff_load += 1;
5626
5627         return this_eff_load < prev_eff_load ? this_cpu : nr_cpumask_bits;
5628 }
5629
5630 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5631                        int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5632 {
5633         int target = nr_cpumask_bits;
5634
5635         if (sched_feat(WA_IDLE))
5636                 target = wake_affine_idle(this_cpu, prev_cpu, sync);
5637
5638         if (sched_feat(WA_WEIGHT) && target == nr_cpumask_bits)
5639                 target = wake_affine_weight(sd, p, this_cpu, prev_cpu, sync);
5640
5641         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
5642         if (target == nr_cpumask_bits)
5643                 return prev_cpu;
5644
5645         schedstat_inc(sd->ttwu_move_affine);
5646         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_affine);
5647         return target;
5648 }
5649
5650 static unsigned long cpu_util_wake(int cpu, struct task_struct *p);
5651
5652 static unsigned long capacity_spare_wake(int cpu, struct task_struct *p)
5653 {
5654         return max_t(long, capacity_of(cpu) - cpu_util_wake(cpu, p), 0);
5655 }
5656
5657 /*
5658  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
5659  * domain.
5660  *
5661  * Assumes p is allowed on at least one CPU in sd.
5662  */
5663 static struct sched_group *
5664 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5665                   int this_cpu, int sd_flag)
5666 {
5667         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
5668         struct sched_group *most_spare_sg = NULL;
5669         unsigned long min_runnable_load = ULONG_MAX;
5670         unsigned long this_runnable_load = ULONG_MAX;
5671         unsigned long min_avg_load = ULONG_MAX, this_avg_load = ULONG_MAX;
5672         unsigned long most_spare = 0, this_spare = 0;
5673         int load_idx = sd->forkexec_idx;
5674         int imbalance_scale = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
5675         unsigned long imbalance = scale_load_down(NICE_0_LOAD) *
5676                                 (sd->imbalance_pct-100) / 100;
5677
5678         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
5679                 load_idx = sd->wake_idx;
5680
5681         do {
5682                 unsigned long load, avg_load, runnable_load;
5683                 unsigned long spare_cap, max_spare_cap;
5684                 int local_group;
5685                 int i;
5686
5687                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
5688                 if (!cpumask_intersects(sched_group_span(group),
5689                                         &p->cpus_allowed))
5690                         continue;
5691
5692                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
5693                                                sched_group_span(group));
5694
5695                 /*
5696                  * Tally up the load of all CPUs in the group and find
5697                  * the group containing the CPU with most spare capacity.
5698                  */
5699                 avg_load = 0;
5700                 runnable_load = 0;
5701                 max_spare_cap = 0;
5702
5703                 for_each_cpu(i, sched_group_span(group)) {
5704                         /* Bias balancing toward CPUs of our domain */
5705                         if (local_group)
5706                                 load = source_load(i, load_idx);
5707                         else
5708                                 load = target_load(i, load_idx);
5709
5710                         runnable_load += load;
5711
5712                         avg_load += cfs_rq_load_avg(&cpu_rq(i)->cfs);
5713
5714                         spare_cap = capacity_spare_wake(i, p);
5715
5716                         if (spare_cap > max_spare_cap)
5717                                 max_spare_cap = spare_cap;
5718                 }
5719
5720                 /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
5721                 avg_load = (avg_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
5722                                         group->sgc->capacity;
5723                 runnable_load = (runnable_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
5724                                         group->sgc->capacity;
5725
5726                 if (local_group) {
5727                         this_runnable_load = runnable_load;
5728                         this_avg_load = avg_load;
5729                         this_spare = max_spare_cap;
5730                 } else {
5731                         if (min_runnable_load > (runnable_load + imbalance)) {
5732                                 /*
5733                                  * The runnable load is significantly smaller
5734                                  * so we can pick this new CPU:
5735                                  */
5736                                 min_runnable_load = runnable_load;
5737                                 min_avg_load = avg_load;
5738                                 idlest = group;
5739                         } else if ((runnable_load < (min_runnable_load + imbalance)) &&
5740                                    (100*min_avg_load > imbalance_scale*avg_load)) {
5741                                 /*
5742                                  * The runnable loads are close so take the
5743                                  * blocked load into account through avg_load:
5744                                  */
5745                                 min_avg_load = avg_load;
5746                                 idlest = group;
5747                         }
5748
5749                         if (most_spare < max_spare_cap) {
5750                                 most_spare = max_spare_cap;
5751                                 most_spare_sg = group;
5752                         }
5753                 }
5754         } while (group = group->next, group != sd->groups);
5755
5756         /*
5757          * The cross-over point between using spare capacity or least load
5758          * is too conservative for high utilization tasks on partially
5759          * utilized systems if we require spare_capacity > task_util(p),
5760          * so we allow for some task stuffing by using
5761          * spare_capacity > task_util(p)/2.
5762          *
5763          * Spare capacity can't be used for fork because the utilization has
5764          * not been set yet, we must first select a rq to compute the initial
5765          * utilization.
5766          */
5767         if (sd_flag & SD_BALANCE_FORK)
5768                 goto skip_spare;
5769
5770         if (this_spare > task_util(p) / 2 &&
5771             imbalance_scale*this_spare > 100*most_spare)
5772                 return NULL;
5773
5774         if (most_spare > task_util(p) / 2)
5775                 return most_spare_sg;
5776
5777 skip_spare:
5778         if (!idlest)
5779                 return NULL;
5780
5781         /*
5782          * When comparing groups across NUMA domains, it's possible for the
5783          * local domain to be very lightly loaded relative to the remote
5784          * domains but "imbalance" skews the comparison making remote CPUs
5785          * look much more favourable. When considering cross-domain, add
5786          * imbalance to the runnable load on the remote node and consider
5787          * staying local.
5788          */
5789         if ((sd->flags & SD_NUMA) &&
5790             min_runnable_load + imbalance >= this_runnable_load)
5791                 return NULL;
5792
5793         if (min_runnable_load > (this_runnable_load + imbalance))
5794                 return NULL;
5795
5796         if ((this_runnable_load < (min_runnable_load + imbalance)) &&
5797              (100*this_avg_load < imbalance_scale*min_avg_load))
5798                 return NULL;
5799
5800         return idlest;
5801 }
5802
5803 /*
5804  * find_idlest_group_cpu - find the idlest CPU among the CPUs in the group.
5805  */
5806 static int
5807 find_idlest_group_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
5808 {
5809         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
5810         unsigned int min_exit_latency = UINT_MAX;
5811         u64 latest_idle_timestamp = 0;
5812         int least_loaded_cpu = this_cpu;
5813         int shallowest_idle_cpu = -1;
5814         int i;
5815
5816         /* Check if we have any choice: */
5817         if (group->group_weight == 1)
5818                 return cpumask_first(sched_group_span(group));
5819
5820         /* Traverse only the allowed CPUs */
5821         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), &p->cpus_allowed) {
5822                 if (available_idle_cpu(i)) {
5823                         struct rq *rq = cpu_rq(i);
5824                         struct cpuidle_state *idle = idle_get_state(rq);
5825                         if (idle && idle->exit_latency < min_exit_latency) {
5826                                 /*
5827                                  * We give priority to a CPU whose idle state
5828                                  * has the smallest exit latency irrespective
5829                                  * of any idle timestamp.
5830                                  */
5831                                 min_exit_latency = idle->exit_latency;
5832                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5833                                 shallowest_idle_cpu = i;
5834                         } else if ((!idle || idle->exit_latency == min_exit_latency) &&
5835                                    rq->idle_stamp > latest_idle_timestamp) {
5836                                 /*
5837                                  * If equal or no active idle state, then
5838                                  * the most recently idled CPU might have
5839                                  * a warmer cache.
5840                                  */
5841                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5842                                 shallowest_idle_cpu = i;
5843                         }
5844                 } else if (shallowest_idle_cpu == -1) {
5845                         load = weighted_cpuload(cpu_rq(i));
5846                         if (load < min_load) {
5847                                 min_load = load;
5848                                 least_loaded_cpu = i;
5849                         }
5850                 }
5851         }
5852
5853         return shallowest_idle_cpu != -1 ? shallowest_idle_cpu : least_loaded_cpu;
5854 }
5855
5856 static inline int find_idlest_cpu(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5857                                   int cpu, int prev_cpu, int sd_flag)
5858 {
5859         int new_cpu = cpu;
5860
5861         if (!cpumask_intersects(sched_domain_span(sd), &p->cpus_allowed))
5862                 return prev_cpu;
5863
5864         /*
5865          * We need task's util for capacity_spare_wake, sync it up to prev_cpu's
5866          * last_update_time.
5867          */
5868         if (!(sd_flag & SD_BALANCE_FORK))
5869                 sync_entity_load_avg(&p->se);
5870
5871         while (sd) {
5872                 struct sched_group *group;
5873                 struct sched_domain *tmp;
5874                 int weight;
5875
5876                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
5877                         sd = sd->child;
5878                         continue;
5879                 }
5880
5881                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, sd_flag);
5882                 if (!group) {
5883                         sd = sd->child;
5884                         continue;
5885                 }
5886
5887                 new_cpu = find_idlest_group_cpu(group, p, cpu);
5888                 if (new_cpu == cpu) {
5889                         /* Now try balancing at a lower domain level of 'cpu': */
5890                         sd = sd->child;
5891                         continue;
5892                 }
5893
5894                 /* Now try balancing at a lower domain level of 'new_cpu': */
5895                 cpu = new_cpu;
5896                 weight = sd->span_weight;
5897                 sd = NULL;
5898                 for_each_domain(cpu, tmp) {
5899                         if (weight <= tmp->span_weight)
5900                                 break;
5901                         if (tmp->flags & sd_flag)
5902                                 sd = tmp;
5903                 }
5904         }
5905
5906         return new_cpu;
5907 }
5908
5909 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
5910
5911 static inline void set_idle_cores(int cpu, int val)
5912 {
5913         struct sched_domain_shared *sds;
5914
5915         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
5916         if (sds)
5917                 WRITE_ONCE(sds->has_idle_cores, val);
5918 }
5919
5920 static inline bool test_idle_cores(int cpu, bool def)
5921 {
5922         struct sched_domain_shared *sds;
5923
5924         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
5925         if (sds)
5926                 return READ_ONCE(sds->has_idle_cores);
5927
5928         return def;
5929 }
5930
5931 /*
5932  * Scans the local SMT mask to see if the entire core is idle, and records this
5933  * information in sd_llc_shared->has_idle_cores.
5934  *
5935  * Since SMT siblings share all cache levels, inspecting this limited remote
5936  * state should be fairly cheap.
5937  */
5938 void __update_idle_core(struct rq *rq)
5939 {
5940         int core = cpu_of(rq);
5941         int cpu;
5942
5943         rcu_read_lock();
5944         if (test_idle_cores(core, true))
5945                 goto unlock;
5946
5947         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
5948                 if (cpu == core)
5949                         continue;
5950
5951                 if (!available_idle_cpu(cpu))
5952                         goto unlock;
5953         }
5954
5955         set_idle_cores(core, 1);
5956 unlock:
5957         rcu_read_unlock();
5958 }
5959
5960 /*
5961  * Scan the entire LLC domain for idle cores; this dynamically switches off if
5962  * there are no idle cores left in the system; tracked through
5963  * sd_llc->shared->has_idle_cores and enabled through update_idle_core() above.
5964  */
5965 static int select_idle_core(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
5966 {
5967         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_idle_mask);
5968         int core, cpu;
5969
5970         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present))
5971                 return -1;
5972
5973         if (!test_idle_cores(target, false))
5974                 return -1;
5975
5976         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), &p->cpus_allowed);
5977
5978         for_each_cpu_wrap(core, cpus, target) {
5979                 bool idle = true;
5980
5981                 for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
5982                         cpumask_clear_cpu(cpu, cpus);
5983                         if (!available_idle_cpu(cpu))
5984                                 idle = false;
5985                 }
5986
5987                 if (idle)
5988                         return core;
5989         }
5990
5991         /*
5992          * Failed to find an idle core; stop looking for one.
5993          */
5994         set_idle_cores(target, 0);
5995
5996         return -1;
5997 }
5998
5999 /*
6000  * Scan the local SMT mask for idle CPUs.
6001  */
6002 static int select_idle_smt(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
6003 {
6004         int cpu;
6005
6006         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present))
6007                 return -1;
6008
6009         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(target)) {
6010                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed))
6011                         continue;
6012                 if (available_idle_cpu(cpu))
6013                         return cpu;
6014         }
6015
6016         return -1;
6017 }
6018
6019 #else /* CONFIG_SCHED_SMT */
6020
6021 static inline int select_idle_core(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
6022 {
6023         return -1;
6024 }
6025
6026 static inline int select_idle_smt(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
6027 {
6028         return -1;
6029 }
6030
6031 #endif /* CONFIG_SCHED_SMT */
6032
6033 /*
6034  * Scan the LLC domain for idle CPUs; this is dynamically regulated by
6035  * comparing the average scan cost (tracked in sd->avg_scan_cost) against the
6036  * average idle time for this rq (as found in rq->avg_idle).
6037  */
6038 static int select_idle_cpu(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
6039 {
6040         struct sched_domain *this_sd;
6041         u64 avg_cost, avg_idle;
6042         u64 time, cost;
6043         s64 delta;
6044         int cpu, nr = INT_MAX;
6045
6046         this_sd = rcu_dereference(*this_cpu_ptr(&sd_llc));
6047         if (!this_sd)
6048                 return -1;
6049
6050         /*
6051          * Due to large variance we need a large fuzz factor; hackbench in
6052          * particularly is sensitive here.
6053          */
6054         avg_idle = this_rq()->avg_idle / 512;
6055         avg_cost = this_sd->avg_scan_cost + 1;
6056
6057         if (sched_feat(SIS_AVG_CPU) && avg_idle < avg_cost)
6058                 return -1;
6059
6060         if (sched_feat(SIS_PROP)) {
6061                 u64 span_avg = sd->span_weight * avg_idle;
6062                 if (span_avg > 4*avg_cost)
6063                         nr = div_u64(span_avg, avg_cost);
6064                 else
6065                         nr = 4;
6066         }
6067
6068         time = local_clock();
6069
6070         for_each_cpu_wrap(cpu, sched_domain_span(sd), target) {
6071                 if (!--nr)
6072                         return -1;
6073                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed))
6074                         continue;
6075                 if (available_idle_cpu(cpu))
6076                         break;
6077         }
6078
6079         time = local_clock() - time;
6080         cost = this_sd->avg_scan_cost;
6081         delta = (s64)(time - cost) / 8;
6082         this_sd->avg_scan_cost += delta;
6083
6084         return cpu;
6085 }
6086
6087 /*
6088  * Try and locate an idle core/thread in the LLC cache domain.
6089  */
6090 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev, int target)
6091 {
6092         struct sched_domain *sd;
6093         int i, recent_used_cpu;
6094
6095         if (available_idle_cpu(target))
6096                 return target;
6097
6098         /*
6099          * If the previous CPU is cache affine and idle, don't be stupid:
6100          */
6101         if (prev != target && cpus_share_cache(prev, target) && available_idle_cpu(prev))
6102                 return prev;
6103
6104         /* Check a recently used CPU as a potential idle candidate: */
6105         recent_used_cpu = p->recent_used_cpu;
6106         if (recent_used_cpu != prev &&
6107             recent_used_cpu != target &&
6108             cpus_share_cache(recent_used_cpu, target) &&
6109             available_idle_cpu(recent_used_cpu) &&
6110             cpumask_test_cpu(p->recent_used_cpu, &p->cpus_allowed)) {
6111                 /*
6112                  * Replace recent_used_cpu with prev as it is a potential
6113                  * candidate for the next wake:
6114                  */
6115                 p->recent_used_cpu = prev;
6116                 return recent_used_cpu;
6117         }
6118
6119         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
6120         if (!sd)
6121                 return target;
6122
6123         i = select_idle_core(p, sd, target);
6124         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
6125                 return i;
6126
6127         i = select_idle_cpu(p, sd, target);
6128         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
6129                 return i;
6130
6131         i = select_idle_smt(p, sd, target);
6132         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
6133                 return i;
6134
6135         return target;
6136 }
6137
6138 /**
6139  * Amount of capacity of a CPU that is (estimated to be) used by CFS tasks
6140  * @cpu: the CPU to get the utilization of
6141  *
6142  * The unit of the return value must be the one of capacity so we can compare
6143  * the utilization with the capacity of the CPU that is available for CFS task
6144  * (ie cpu_capacity).
6145  *
6146  * cfs_rq.avg.util_avg is the sum of running time of runnable tasks plus the
6147  * recent utilization of currently non-runnable tasks on a CPU. It represents
6148  * the amount of utilization of a CPU in the range [0..capacity_orig] where
6149  * capacity_orig is the cpu_capacity available at the highest frequency
6150  * (arch_scale_freq_capacity()).
6151  * The utilization of a CPU converges towards a sum equal to or less than the
6152  * current capacity (capacity_curr <= capacity_orig) of the CPU because it is
6153  * the running time on this CPU scaled by capacity_curr.
6154  *
6155  * The estimated utilization of a CPU is defined to be the maximum between its
6156  * cfs_rq.avg.util_avg and the sum of the estimated utilization of the tasks
6157  * currently RUNNABLE on that CPU.
6158  * This allows to properly represent the expected utilization of a CPU which
6159  * has just got a big task running since a long sleep period. At the same time
6160  * however it preserves the benefits of the "blocked utilization" in
6161  * describing the potential for other tasks waking up on the same CPU.
6162  *
6163  * Nevertheless, cfs_rq.avg.util_avg can be higher than capacity_curr or even
6164  * higher than capacity_orig because of unfortunate rounding in
6165  * cfs.avg.util_avg or just after migrating tasks and new task wakeups until
6166  * the average stabilizes with the new running time. We need to check that the
6167  * utilization stays within the range of [0..capacity_orig] and cap it if
6168  * necessary. Without utilization capping, a group could be seen as overloaded
6169  * (CPU0 utilization at 121% + CPU1 utilization at 80%) whereas CPU1 has 20% of
6170  * available capacity. We allow utilization to overshoot capacity_curr (but not
6171  * capacity_orig) as it useful for predicting the capacity required after task
6172  * migrations (scheduler-driven DVFS).
6173  *
6174  * Return: the (estimated) utilization for the specified CPU
6175  */
6176 static inline unsigned long cpu_util(int cpu)
6177 {
6178         struct cfs_rq *cfs_rq;
6179         unsigned int util;
6180
6181         cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6182         util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6183
6184         if (sched_feat(UTIL_EST))
6185                 util = max(util, READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued));
6186
6187         return min_t(unsigned long, util, capacity_orig_of(cpu));
6188 }
6189
6190 /*
6191  * cpu_util_wake: Compute CPU utilization with any contributions from
6192  * the waking task p removed.
6193  */
6194 static unsigned long cpu_util_wake(int cpu, struct task_struct *p)
6195 {
6196         struct cfs_rq *cfs_rq;
6197         unsigned int util;
6198
6199         /* Task has no contribution or is new */
6200         if (cpu != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
6201                 return cpu_util(cpu);
6202
6203         cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6204         util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6205
6206         /* Discount task's blocked util from CPU's util */
6207         util -= min_t(unsigned int, util, task_util(p));
6208
6209         /*
6210          * Covered cases:
6211          *
6212          * a) if *p is the only task sleeping on this CPU, then:
6213          *      cpu_util (== task_util) > util_est (== 0)
6214          *    and thus we return:
6215          *      cpu_util_wake = (cpu_util - task_util) = 0
6216          *
6217          * b) if other tasks are SLEEPING on this CPU, which is now exiting
6218          *    IDLE, then:
6219          *      cpu_util >= task_util
6220          *      cpu_util > util_est (== 0)
6221          *    and thus we discount *p's blocked utilization to return:
6222          *      cpu_util_wake = (cpu_util - task_util) >= 0
6223          *
6224          * c) if other tasks are RUNNABLE on that CPU and
6225          *      util_est > cpu_util
6226          *    then we use util_est since it returns a more restrictive
6227          *    estimation of the spare capacity on that CPU, by just
6228          *    considering the expected utilization of tasks already
6229          *    runnable on that CPU.
6230          *
6231          * Cases a) and b) are covered by the above code, while case c) is
6232          * covered by the following code when estimated utilization is
6233          * enabled.
6234          */
6235         if (sched_feat(UTIL_EST))
6236                 util = max(util, READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued));
6237
6238         /*
6239          * Utilization (estimated) can exceed the CPU capacity, thus let's
6240          * clamp to the maximum CPU capacity to ensure consistency with
6241          * the cpu_util call.
6242          */
6243         return min_t(unsigned long, util, capacity_orig_of(cpu));
6244 }
6245
6246 /*
6247  * Disable WAKE_AFFINE in the case where task @p doesn't fit in the
6248  * capacity of either the waking CPU @cpu or the previous CPU @prev_cpu.
6249  *
6250  * In that case WAKE_AFFINE doesn't make sense and we'll let
6251  * BALANCE_WAKE sort things out.
6252  */
6253 static int wake_cap(struct task_struct *p, int cpu, int prev_cpu)
6254 {
6255         long min_cap, max_cap;
6256
6257         min_cap = min(capacity_orig_of(prev_cpu), capacity_orig_of(cpu));
6258         max_cap = cpu_rq(cpu)->rd->max_cpu_capacity;
6259
6260         /* Minimum capacity is close to max, no need to abort wake_affine */
6261         if (max_cap - min_cap < max_cap >> 3)
6262                 return 0;
6263
6264         /* Bring task utilization in sync with prev_cpu */
6265         sync_entity_load_avg(&p->se);
6266
6267         return min_cap * 1024 < task_util(p) * capacity_margin;
6268 }
6269
6270 /*
6271  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
6272  * that have the 'sd_flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
6273  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
6274  *
6275  * Balances load by selecting the idlest CPU in the idlest group, or under
6276  * certain conditions an idle sibling CPU if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
6277  *
6278  * Returns the target CPU number.
6279  *
6280  * preempt must be disabled.
6281  */
6282 static int
6283 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
6284 {
6285         struct sched_domain *tmp, *sd = NULL;
6286         int cpu = smp_processor_id();
6287         int new_cpu = prev_cpu;
6288         int want_affine = 0;
6289         int sync = (wake_flags & WF_SYNC) && !(current->flags & PF_EXITING);
6290
6291         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
6292                 record_wakee(p);
6293                 want_affine = !wake_wide(p) && !wake_cap(p, cpu, prev_cpu)
6294                               && cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed);
6295         }
6296
6297         rcu_read_lock();
6298         for_each_domain(cpu, tmp) {
6299                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
6300                         break;
6301
6302                 /*
6303                  * If both 'cpu' and 'prev_cpu' are part of this domain,
6304                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
6305                  */
6306                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
6307                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
6308                         if (cpu != prev_cpu)
6309                                 new_cpu = wake_affine(tmp, p, cpu, prev_cpu, sync);
6310
6311                         sd = NULL; /* Prefer wake_affine over balance flags */
6312                         break;
6313                 }
6314
6315                 if (tmp->flags & sd_flag)
6316                         sd = tmp;
6317                 else if (!want_affine)
6318                         break;
6319         }
6320
6321         if (unlikely(sd)) {
6322                 /* Slow path */
6323                 new_cpu = find_idlest_cpu(sd, p, cpu, prev_cpu, sd_flag);
6324         } else if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) { /* XXX always ? */
6325                 /* Fast path */
6326
6327                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu, new_cpu);
6328
6329                 if (want_affine)
6330                         current->recent_used_cpu = cpu;
6331         }
6332         rcu_read_unlock();
6333
6334         return new_cpu;
6335 }
6336
6337 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se);
6338
6339 /*
6340  * Called immediately before a task is migrated to a new CPU; task_cpu(p) and
6341  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
6342  * previous CPU. The caller guarantees p->pi_lock or task_rq(p)->lock is held.
6343  */
6344 static void migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p)
6345 {
6346         /*
6347          * As blocked tasks retain absolute vruntime the migration needs to
6348          * deal with this by subtracting the old and adding the new
6349          * min_vruntime -- the latter is done by enqueue_entity() when placing
6350          * the task on the new runqueue.
6351          */
6352         if (p->state == TASK_WAKING) {
6353                 struct sched_entity *se = &p->se;
6354                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6355                 u64 min_vruntime;
6356
6357 #ifndef CONFIG_64BIT
6358                 u64 min_vruntime_copy;
6359
6360                 do {
6361                         min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
6362                         smp_rmb();
6363                         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
6364                 } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
6365 #else
6366                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
6367 #endif
6368
6369                 se->vruntime -= min_vruntime;
6370         }
6371
6372         if (p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING) {
6373                 /*
6374                  * In case of TASK_ON_RQ_MIGRATING we in fact hold the 'old'
6375                  * rq->lock and can modify state directly.
6376                  */
6377                 lockdep_assert_held(&task_rq(p)->lock);
6378                 detach_entity_cfs_rq(&p->se);
6379
6380         } else {
6381                 /*
6382                  * We are supposed to update the task to "current" time, then
6383                  * its up to date and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we
6384                  * have difficulty in getting what current time is, so simply
6385                  * throw away the out-of-date time. This will result in the
6386                  * wakee task is less decayed, but giving the wakee more load
6387                  * sounds not bad.
6388                  */
6389                 remove_entity_load_avg(&p->se);
6390         }
6391
6392         /* Tell new CPU we are migrated */
6393         p->se.avg.last_update_time = 0;
6394
6395         /* We have migrated, no longer consider this task hot */
6396         p->se.exec_start = 0;
6397 }
6398
6399 static void task_dead_fair(struct task_struct *p)
6400 {
6401         remove_entity_load_avg(&p->se);
6402 }
6403 #endif /* CONFIG_SMP */
6404
6405 static unsigned long wakeup_gran(struct sched_entity *se)
6406 {
6407         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
6408
6409         /*
6410          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
6411          * to virtual-time in his units.
6412          *
6413          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
6414          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
6415          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
6416          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
6417          * be smaller, again penalizing the lighter task.
6418          *
6419          * This is especially important for buddies when the leftmost
6420          * task is higher priority than the buddy.
6421          */
6422         return calc_delta_fair(gran, se);
6423 }
6424
6425 /*
6426  * Should 'se' preempt 'curr'.
6427  *
6428  *             |s1
6429  *        |s2
6430  *   |s3
6431  *         g
6432  *      |<--->|c
6433  *
6434  *  w(c, s1) = -1
6435  *  w(c, s2) =  0
6436  *  w(c, s3) =  1
6437  *
6438  */
6439 static int
6440 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
6441 {
6442         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
6443
6444         if (vdiff <= 0)
6445                 return -1;
6446
6447         gran = wakeup_gran(se);
6448         if (vdiff > gran)
6449                 return 1;
6450
6451         return 0;
6452 }
6453
6454 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
6455 {
6456         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
6457                 return;
6458
6459         for_each_sched_entity(se) {
6460                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
6461                         return;
6462                 cfs_rq_of(se)->last = se;
6463         }
6464 }
6465
6466 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
6467 {
6468         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
6469                 return;
6470
6471         for_each_sched_entity(se) {
6472                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
6473                         return;
6474                 cfs_rq_of(se)->next = se;
6475         }
6476 }
6477
6478 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
6479 {
6480         for_each_sched_entity(se)
6481                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
6482 }
6483
6484 /*
6485  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
6486  */
6487 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
6488 {
6489         struct task_struct *curr = rq->curr;
6490         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
6491         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
6492         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
6493         int next_buddy_marked = 0;
6494
6495         if (unlikely(se == pse))
6496                 return;
6497
6498         /*
6499          * This is possible from callers such as attach_tasks(), in which we
6500          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
6501          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
6502          * next-buddy nomination below.
6503          */
6504         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
6505                 return;
6506
6507         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
6508                 set_next_buddy(pse);
6509                 next_buddy_marked = 1;
6510         }
6511
6512         /*
6513          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
6514          * wake up path.
6515          *
6516          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
6517          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
6518          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
6519          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
6520          * below.
6521          */
6522         if (test_tsk_need_resched(curr))
6523                 return;
6524
6525         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
6526         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
6527             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
6528                 goto preempt;
6529
6530         /*
6531          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
6532          * is driven by the tick):
6533          */
6534         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
6535                 return;
6536
6537         find_matching_se(&se, &pse);
6538         update_curr(cfs_rq_of(se));
6539         BUG_ON(!pse);
6540         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
6541                 /*
6542                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
6543                  * triggering this preemption.
6544                  */
6545                 if (!next_buddy_marked)
6546                         set_next_buddy(pse);
6547                 goto preempt;
6548         }
6549
6550         return;
6551
6552 preempt:
6553         resched_curr(rq);
6554         /*
6555          * Only set the backward buddy when the current task is still
6556          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
6557          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
6558          * point, either of which can * drop the rq lock.
6559          *
6560          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
6561          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
6562          */
6563         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
6564                 return;
6565
6566         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
6567                 set_last_buddy(se);
6568 }
6569
6570 static struct task_struct *
6571 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
6572 {
6573         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
6574         struct sched_entity *se;
6575         struct task_struct *p;
6576         int new_tasks;
6577
6578 again:
6579         if (!cfs_rq->nr_running)
6580                 goto idle;
6581
6582 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6583         if (prev->sched_class != &fair_sched_class)
6584                 goto simple;
6585
6586         /*
6587          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
6588          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
6589          *
6590          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
6591          * hierarchy, only change the part that actually changes.
6592          */
6593
6594         do {
6595                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
6596
6597                 /*
6598                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
6599                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
6600                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
6601                  * forget we've ever seen it.
6602                  */
6603                 if (curr) {
6604                         if (curr->on_rq)
6605                                 update_curr(cfs_rq);
6606                         else
6607                                 curr = NULL;
6608
6609                         /*
6610                          * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the
6611                          * throttle and dequeue its entity in the parent(s).
6612                          * Therefore the nr_running test will indeed
6613                          * be correct.
6614                          */
6615                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq))) {
6616                                 cfs_rq = &rq->cfs;
6617
6618                                 if (!cfs_rq->nr_running)
6619                                         goto idle;
6620
6621                                 goto simple;
6622                         }
6623                 }
6624
6625                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
6626                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6627         } while (cfs_rq);
6628
6629         p = task_of(se);
6630
6631         /*
6632          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
6633          * is a different task than we started out with, try and touch the
6634          * least amount of cfs_rqs.
6635          */
6636         if (prev != p) {
6637                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
6638
6639                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
6640                         int se_depth = se->depth;
6641                         int pse_depth = pse->depth;
6642
6643                         if (se_depth <= pse_depth) {
6644                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
6645                                 pse = parent_entity(pse);
6646                         }
6647                         if (se_depth >= pse_depth) {
6648                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
6649                                 se = parent_entity(se);
6650                         }
6651                 }
6652
6653                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
6654                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6655         }
6656
6657         goto done;
6658 simple:
6659 #endif
6660
6661         put_prev_task(rq, prev);
6662
6663         do {
6664                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
6665                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6666                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6667         } while (cfs_rq);
6668
6669         p = task_of(se);
6670
6671 done: __maybe_unused;
6672 #ifdef CONFIG_SMP
6673         /*
6674          * Move the next running task to the front of
6675          * the list, so our cfs_tasks list becomes MRU
6676          * one.
6677          */
6678         list_move(&p->se.group_node, &rq->cfs_tasks);
6679 #endif
6680
6681         if (hrtick_enabled(rq))
6682                 hrtick_start_fair(rq, p);
6683
6684         return p;
6685
6686 idle:
6687         new_tasks = idle_balance(rq, rf);
6688
6689         /*
6690          * Because idle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
6691          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
6692          * must re-start the pick_next_entity() loop.
6693          */
6694         if (new_tasks < 0)
6695                 return RETRY_TASK;
6696
6697         if (new_tasks > 0)
6698                 goto again;
6699
6700         return NULL;
6701 }
6702
6703 /*
6704  * Account for a descheduled task:
6705  */
6706 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
6707 {
6708         struct sched_entity *se = &prev->se;
6709         struct cfs_rq *cfs_rq;
6710
6711         for_each_sched_entity(se) {
6712                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6713                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
6714         }
6715 }
6716
6717 /*
6718  * sched_yield() is very simple
6719  *
6720  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
6721  */
6722 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
6723 {
6724         struct task_struct *curr = rq->curr;
6725         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
6726         struct sched_entity *se = &curr->se;
6727
6728         /*
6729          * Are we the only task in the tree?
6730          */
6731         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
6732                 return;
6733
6734         clear_buddies(cfs_rq, se);
6735
6736         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
6737                 update_rq_clock(rq);
6738                 /*
6739                  * Update run-time statistics of the 'current'.
6740                  */
6741                 update_curr(cfs_rq);
6742                 /*
6743                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
6744                  * so we don't do microscopic update in schedule()
6745                  * and double the fastpath cost.
6746                  */
6747                 rq_clock_skip_update(rq);
6748         }
6749
6750         set_skip_buddy(se);
6751 }
6752
6753 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
6754 {
6755         struct sched_entity *se = &p->se;
6756
6757         /* throttled hierarchies are not runnable */
6758         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
6759                 return false;
6760
6761         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
6762         set_next_buddy(se);
6763
6764         yield_task_fair(rq);
6765
6766         return true;
6767 }
6768
6769 #ifdef CONFIG_SMP
6770 /**************************************************
6771  * Fair scheduling class load-balancing methods.
6772  *
6773  * BASICS
6774  *
6775  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
6776  * per-CPU scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
6777  * time to each task. This is expressed in the following equation:
6778  *
6779  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
6780  *
6781  * Where W_i,n is the n-th weight average for CPU i. The instantaneous weight
6782  * W_i,0 is defined as:
6783  *
6784  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
6785  *
6786  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on CPU i. This weight
6787  * is derived from the nice value as per sched_prio_to_weight[].
6788  *
6789  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
6790  * weight:
6791  *
6792  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
6793  *
6794  * C_i is the compute capacity of CPU i, typically it is the
6795  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
6796  * can also include other factors [XXX].
6797  *
6798  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
6799  * directly from (1):
6800  *
6801  *   imb_i,j = max{ avg(W/C), W_i/C_i } - min{ avg(W/C), W_j/C_j }    (4)
6802  *
6803  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
6804  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
6805  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
6806  *
6807  * [XXX expand on:
6808  *     - infeasible weights;
6809  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
6810  *
6811  *
6812  * SCHED DOMAINS
6813  *
6814  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
6815  * for all i,j solution, we create a tree of CPUs that follows the hardware
6816  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
6817  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of CPUs going up the
6818  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
6819  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of CPUs in
6820  * the groups.
6821  *
6822  * This yields:
6823  *
6824  *     log_2 n     1     n
6825  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
6826  *     i = 0      2^i   2^i
6827  *                               `- size of each group
6828  *         |         |     `- number of CPUs doing load-balance
6829  *         |         `- freq
6830  *         `- sum over all levels
6831  *
6832  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
6833  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
6834  *
6835  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
6836  * to every other CPU in at most O(log n) steps:
6837  *
6838  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
6839  *
6840  *             log_2 n
6841  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
6842  *             k = 0
6843  *
6844  * And you'll find that:
6845  *
6846  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
6847  *
6848  * Showing there's indeed a path between every CPU in at most O(log n) steps.
6849  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
6850  * of:
6851  *
6852  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
6853  *
6854  *
6855  * WORK CONSERVING
6856  *
6857  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
6858  * balancing is more aggressive and has the newly idle CPU iterate up the domain
6859  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
6860  *
6861  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
6862  * time.
6863  *
6864  * [XXX more?]
6865  *
6866  *
6867  * CGROUPS
6868  *
6869  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
6870  *
6871  *                                s_k,i
6872  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
6873  *                                 S_k
6874  *
6875  * Where
6876  *
6877  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
6878  *
6879  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on CPU i.
6880  *
6881  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
6882  * property.
6883  *
6884  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
6885  *      rewrite all of this once again.]
6886  */
6887
6888 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
6889
6890 enum fbq_type { regular, remote, all };
6891
6892 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
6893 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
6894 #define LBF_DST_PINNED  0x04
6895 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
6896 #define LBF_NOHZ_STATS  0x10
6897 #define LBF_NOHZ_AGAIN  0x20
6898
6899 struct lb_env {
6900         struct sched_domain     *sd;
6901
6902         struct rq               *src_rq;
6903         int                     src_cpu;
6904
6905         int                     dst_cpu;
6906         struct rq               *dst_rq;
6907
6908         struct cpumask          *dst_grpmask;
6909         int                     new_dst_cpu;
6910         enum cpu_idle_type      idle;
6911         long                    imbalance;
6912         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
6913         struct cpumask          *cpus;
6914
6915         unsigned int            flags;
6916
6917         unsigned int            loop;
6918         unsigned int            loop_break;
6919         unsigned int            loop_max;
6920
6921         enum fbq_type           fbq_type;
6922         struct list_head        tasks;
6923 };
6924
6925 /*
6926  * Is this task likely cache-hot:
6927  */
6928 static int task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6929 {
6930         s64 delta;
6931
6932         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
6933
6934         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
6935                 return 0;
6936
6937         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
6938                 return 0;
6939
6940         /*
6941          * Buddy candidates are cache hot:
6942          */
6943         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && env->dst_rq->nr_running &&
6944                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
6945                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
6946                 return 1;
6947
6948         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
6949                 return 1;
6950         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
6951                 return 0;
6952
6953         delta = rq_clock_task(env->src_rq) - p->se.exec_start;
6954
6955         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
6956 }
6957
6958 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6959 /*
6960  * Returns 1, if task migration degrades locality
6961  * Returns 0, if task migration improves locality i.e migration preferred.
6962  * Returns -1, if task migration is not affected by locality.
6963  */
6964 static int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
6965 {
6966         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
6967         unsigned long src_faults, dst_faults;
6968         int src_nid, dst_nid;
6969
6970         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
6971                 return -1;
6972
6973         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
6974                 return -1;
6975
6976         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
6977         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
6978
6979         if (src_nid == dst_nid)
6980                 return -1;
6981
6982         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
6983         if (src_nid == p->numa_preferred_nid) {
6984                 if (env->src_rq->nr_running > env->src_rq->nr_preferred_running)
6985                         return 1;
6986                 else
6987                         return -1;
6988         }
6989
6990         /* Encourage migration to the preferred node. */
6991         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
6992                 return 0;
6993
6994         /* Leaving a core idle is often worse than degrading locality. */
6995         if (env->idle != CPU_NOT_IDLE)
6996                 return -1;
6997
6998         if (numa_group) {
6999                 src_faults = group_faults(p, src_nid);
7000                 dst_faults = group_faults(p, dst_nid);
7001         } else {
7002                 src_faults = task_faults(p, src_nid);
7003                 dst_faults = task_faults(p, dst_nid);
7004         }
7005
7006         return dst_faults < src_faults;
7007 }
7008
7009 #else
7010 static inline int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
7011                                              struct lb_env *env)
7012 {
7013         return -1;
7014 }
7015 #endif
7016
7017 /*
7018  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
7019  */
7020 static
7021 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7022 {
7023         int tsk_cache_hot;
7024
7025         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7026
7027         /*
7028          * We do not migrate tasks that are:
7029          * 1) throttled_lb_pair, or
7030          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
7031          * 3) running (obviously), or
7032          * 4) are cache-hot on their current CPU.
7033          */
7034         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
7035                 return 0;
7036
7037         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, &p->cpus_allowed)) {
7038                 int cpu;
7039
7040                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
7041
7042                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
7043
7044                 /*
7045                  * Remember if this task can be migrated to any other CPU in
7046                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
7047                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
7048                  *
7049                  * Avoid computing new_dst_cpu for NEWLY_IDLE or if we have
7050                  * already computed one in current iteration.
7051                  */
7052                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
7053                         return 0;
7054
7055                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs: */
7056                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
7057                         if (cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed)) {
7058                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
7059                                 env->new_dst_cpu = cpu;
7060                                 break;
7061                         }
7062                 }
7063
7064                 return 0;
7065         }
7066
7067         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
7068         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
7069
7070         if (task_running(env->src_rq, p)) {
7071                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_running);
7072                 return 0;
7073         }
7074
7075         /*
7076          * Aggressive migration if:
7077          * 1) destination numa is preferred
7078          * 2) task is cache cold, or
7079          * 3) too many balance attempts have failed.
7080          */
7081         tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
7082         if (tsk_cache_hot == -1)
7083                 tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
7084
7085         if (tsk_cache_hot <= 0 ||
7086             env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
7087                 if (tsk_cache_hot == 1) {
7088                         schedstat_inc(env->sd->lb_hot_gained[env->idle]);
7089                         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_forced_migrations);
7090                 }
7091                 return 1;
7092         }
7093
7094         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
7095         return 0;
7096 }
7097
7098 /*
7099  * detach_task() -- detach the task for the migration specified in env
7100  */
7101 static void detach_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7102 {
7103         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7104
7105         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
7106         deactivate_task(env->src_rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
7107         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
7108 }
7109
7110 /*
7111  * detach_one_task() -- tries to dequeue exactly one task from env->src_rq, as
7112  * part of active balancing operations within "domain".
7113  *
7114  * Returns a task if successful and NULL otherwise.
7115  */
7116 static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
7117 {
7118         struct task_struct *p;
7119
7120         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7121
7122         list_for_each_entry_reverse(p,
7123                         &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
7124                 if (!can_migrate_task(p, env))
7125                         continue;
7126
7127                 detach_task(p, env);
7128
7129                 /*
7130                  * Right now, this is only the second place where
7131                  * lb_gained[env->idle] is updated (other is detach_tasks)
7132                  * so we can safely collect stats here rather than
7133                  * inside detach_tasks().
7134                  */
7135                 schedstat_inc(env->sd->lb_gained[env->idle]);
7136                 return p;
7137         }
7138         return NULL;
7139 }
7140
7141 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
7142
7143 /*
7144  * detach_tasks() -- tries to detach up to imbalance weighted load from
7145  * busiest_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
7146  *
7147  * Returns number of detached tasks if successful and 0 otherwise.
7148  */
7149 static int detach_tasks(struct lb_env *env)
7150 {
7151         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
7152         struct task_struct *p;
7153         unsigned long load;
7154         int detached = 0;
7155
7156         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7157
7158         if (env->imbalance <= 0)
7159                 return 0;
7160
7161         while (!list_empty(tasks)) {
7162                 /*
7163                  * We don't want to steal all, otherwise we may be treated likewise,
7164                  * which could at worst lead to a livelock crash.
7165                  */
7166                 if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->src_rq->nr_running <= 1)
7167                         break;
7168
7169                 p = list_last_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
7170
7171                 env->loop++;
7172                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
7173                 if (env->loop > env->loop_max)
7174                         break;
7175
7176                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
7177                 if (env->loop > env->loop_break) {
7178                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
7179                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
7180                         break;
7181                 }
7182
7183                 if (!can_migrate_task(p, env))
7184                         goto next;
7185
7186                 load = task_h_load(p);
7187
7188                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
7189                         goto next;
7190
7191                 if ((load / 2) > env->imbalance)
7192                         goto next;
7193
7194                 detach_task(p, env);
7195                 list_add(&p->se.group_node, &env->tasks);
7196
7197                 detached++;
7198                 env->imbalance -= load;
7199
7200 #ifdef CONFIG_PREEMPT
7201                 /*
7202                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
7203                  * kernels will stop after the first task is detached to minimize
7204                  * the critical section.
7205                  */
7206                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
7207                         break;
7208 #endif
7209
7210                 /*
7211                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
7212                  * weighted load.
7213                  */
7214                 if (env->imbalance <= 0)
7215                         break;
7216
7217                 continue;
7218 next:
7219                 list_move(&p->se.group_node, tasks);
7220         }
7221
7222         /*
7223          * Right now, this is one of only two places we collect this stat
7224          * so we can safely collect detach_one_task() stats here rather
7225          * than inside detach_one_task().
7226          */
7227         schedstat_add(env->sd->lb_gained[env->idle], detached);
7228
7229         return detached;
7230 }
7231
7232 /*
7233  * attach_task() -- attach the task detached by detach_task() to its new rq.
7234  */
7235 static void attach_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7236 {
7237         lockdep_assert_held(&rq->lock);
7238
7239         BUG_ON(task_rq(p) != rq);
7240         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
7241         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
7242         check_preempt_curr(rq, p, 0);
7243 }
7244
7245 /*
7246  * attach_one_task() -- attaches the task returned from detach_one_task() to
7247  * its new rq.
7248  */
7249 static void attach_one_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7250 {
7251         struct rq_flags rf;
7252
7253         rq_lock(rq, &rf);
7254         update_rq_clock(rq);
7255         attach_task(rq, p);
7256         rq_unlock(rq, &rf);
7257 }
7258
7259 /*
7260  * attach_tasks() -- attaches all tasks detached by detach_tasks() to their
7261  * new rq.
7262  */
7263 static void attach_tasks(struct lb_env *env)
7264 {
7265         struct list_head *tasks = &env->tasks;
7266         struct task_struct *p;
7267         struct rq_flags rf;
7268
7269         rq_lock(env->dst_rq, &rf);
7270         update_rq_clock(env->dst_rq);
7271
7272         while (!list_empty(tasks)) {
7273                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
7274                 list_del_init(&p->se.group_node);
7275
7276                 attach_task(env->dst_rq, p);
7277         }
7278
7279         rq_unlock(env->dst_rq, &rf);
7280 }
7281
7282 static inline bool cfs_rq_has_blocked(struct cfs_rq *cfs_rq)
7283 {
7284         if (cfs_rq->avg.load_avg)
7285                 return true;
7286
7287         if (cfs_rq->avg.util_avg)
7288                 return true;
7289
7290         return false;
7291 }
7292
7293 static inline bool others_rqs_have_blocked(struct rq *rq)
7294 {
7295         if (READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg))
7296                 return true;
7297
7298         if (READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg))
7299                 return true;
7300
7301         return false;
7302 }
7303
7304 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7305
7306 static inline bool cfs_rq_is_decayed(struct cfs_rq *cfs_rq)
7307 {
7308         if (cfs_rq->load.weight)
7309                 return false;
7310
7311         if (cfs_rq->avg.load_sum)
7312                 return false;
7313
7314         if (cfs_rq->avg.util_sum)
7315                 return false;
7316
7317         if (cfs_rq->avg.runnable_load_sum)
7318                 return false;
7319
7320         return true;
7321 }
7322
7323 static void update_blocked_averages(int cpu)
7324 {
7325         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7326         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
7327         struct rq_flags rf;
7328         bool done = true;
7329
7330         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
7331         update_rq_clock(rq);
7332
7333         /*
7334          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
7335          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
7336          */
7337         for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos) {
7338                 struct sched_entity *se;
7339
7340                 /* throttled entities do not contribute to load */
7341                 if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
7342                         continue;
7343
7344                 if (update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_task(cfs_rq), cfs_rq))
7345                         update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
7346
7347                 /* Propagate pending load changes to the parent, if any: */
7348                 se = cfs_rq->tg->se[cpu];
7349                 if (se && !skip_blocked_update(se))
7350                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, 0);
7351
7352                 /*
7353                  * There can be a lot of idle CPU cgroups.  Don't let fully
7354                  * decayed cfs_rqs linger on the list.
7355                  */
7356                 if (cfs_rq_is_decayed(cfs_rq))
7357                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
7358
7359                 /* Don't need periodic decay once load/util_avg are null */
7360                 if (cfs_rq_has_blocked(cfs_rq))
7361                         done = false;
7362         }
7363         update_rt_rq_load_avg(rq_clock_task(rq), rq, 0);
7364         update_dl_rq_load_avg(rq_clock_task(rq), rq, 0);
7365         /* Don't need periodic decay once load/util_avg are null */
7366         if (others_rqs_have_blocked(rq))
7367                 done = false;
7368
7369 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7370         rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
7371         if (done)
7372                 rq->has_blocked_load = 0;
7373 #endif
7374         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
7375 }
7376
7377 /*
7378  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
7379  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
7380  * group is a fraction of its parents load.
7381  */
7382 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
7383 {
7384         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
7385         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
7386         unsigned long now = jiffies;
7387         unsigned long load;
7388
7389         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
7390                 return;
7391
7392         cfs_rq->h_load_next = NULL;
7393         for_each_sched_entity(se) {
7394                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7395                 cfs_rq->h_load_next = se;
7396                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
7397                         break;
7398         }
7399
7400         if (!se) {
7401                 cfs_rq->h_load = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
7402                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
7403         }
7404
7405         while ((se = cfs_rq->h_load_next) != NULL) {
7406                 load = cfs_rq->h_load;
7407                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg,
7408                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
7409                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
7410                 cfs_rq->h_load = load;
7411                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
7412         }
7413 }
7414
7415 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
7416 {
7417         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
7418
7419         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
7420         return div64_ul(p->se.avg.load_avg * cfs_rq->h_load,
7421                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
7422 }
7423 #else
7424 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
7425 {
7426         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7427         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
7428         struct rq_flags rf;
7429
7430         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
7431         update_rq_clock(rq);
7432         update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_task(cfs_rq), cfs_rq);
7433         update_rt_rq_load_avg(rq_clock_task(rq), rq, 0);
7434         update_dl_rq_load_avg(rq_clock_task(rq), rq, 0);
7435 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7436         rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
7437         if (!cfs_rq_has_blocked(cfs_rq) && !others_rqs_have_blocked(rq))
7438                 rq->has_blocked_load = 0;
7439 #endif
7440         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
7441 }
7442
7443 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
7444 {
7445         return p->se.avg.load_avg;
7446 }
7447 #endif
7448
7449 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
7450
7451 enum group_type {
7452         group_other = 0,
7453         group_imbalanced,
7454         group_overloaded,
7455 };
7456
7457 /*
7458  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
7459  */
7460 struct sg_lb_stats {
7461         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
7462         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
7463         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
7464         unsigned long load_per_task;
7465         unsigned long group_capacity;
7466         unsigned long group_util; /* Total utilization of the group */
7467         unsigned int sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
7468         unsigned int idle_cpus;
7469         unsigned int group_weight;
7470         enum group_type group_type;
7471         int group_no_capacity;
7472 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7473         unsigned int nr_numa_running;
7474         unsigned int nr_preferred_running;
7475 #endif
7476 };
7477
7478 /*
7479  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
7480  *               during load balancing.
7481  */
7482 struct sd_lb_stats {
7483         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
7484         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
7485         unsigned long total_running;
7486         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
7487         unsigned long total_capacity;   /* Total capacity of all groups in sd */
7488         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
7489
7490         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
7491         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
7492 };
7493
7494 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
7495 {
7496         /*
7497          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
7498          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
7499          * We must however clear busiest_stat::avg_load because
7500          * update_sd_pick_busiest() reads this before assignment.
7501          */
7502         *sds = (struct sd_lb_stats){
7503                 .busiest = NULL,
7504                 .local = NULL,
7505                 .total_running = 0UL,
7506                 .total_load = 0UL,
7507                 .total_capacity = 0UL,
7508                 .busiest_stat = {
7509                         .avg_load = 0UL,
7510                         .sum_nr_running = 0,
7511                         .group_type = group_other,
7512                 },
7513         };
7514 }
7515
7516 /**
7517  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
7518  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
7519  * @idle: The idle status of the CPU for whose sd load_idx is obtained.
7520  *
7521  * Return: The load index.
7522  */
7523 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
7524                                         enum cpu_idle_type idle)
7525 {
7526         int load_idx;
7527
7528         switch (idle) {
7529         case CPU_NOT_IDLE:
7530                 load_idx = sd->busy_idx;
7531                 break;
7532
7533         case CPU_NEWLY_IDLE:
7534                 load_idx = sd->newidle_idx;
7535                 break;
7536         default:
7537                 load_idx = sd->idle_idx;
7538                 break;
7539         }
7540
7541         return load_idx;
7542 }
7543
7544 static unsigned long scale_rt_capacity(int cpu)
7545 {
7546         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7547         u64 total, used, age_stamp, avg;
7548         s64 delta;
7549
7550         /*
7551          * Since we're reading these variables without serialization make sure
7552          * we read them once before doing sanity checks on them.
7553          */
7554         age_stamp = READ_ONCE(rq->age_stamp);
7555         avg = READ_ONCE(rq->rt_avg);
7556         delta = __rq_clock_broken(rq) - age_stamp;
7557
7558         if (unlikely(delta < 0))
7559                 delta = 0;
7560
7561         total = sched_avg_period() + delta;
7562
7563         used = div_u64(avg, total);
7564
7565         if (likely(used < SCHED_CAPACITY_SCALE))
7566                 return SCHED_CAPACITY_SCALE - used;
7567
7568         return 1;
7569 }
7570
7571 static void update_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7572 {
7573         unsigned long capacity = arch_scale_cpu_capacity(sd, cpu);
7574         struct sched_group *sdg = sd->groups;
7575
7576         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig = capacity;
7577
7578         capacity *= scale_rt_capacity(cpu);
7579         capacity >>= SCHED_CAPACITY_SHIFT;
7580
7581         if (!capacity)
7582                 capacity = 1;
7583
7584         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity = capacity;
7585         sdg->sgc->capacity = capacity;
7586         sdg->sgc->min_capacity = capacity;
7587 }
7588
7589 void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7590 {
7591         struct sched_domain *child = sd->child;
7592         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
7593         unsigned long capacity, min_capacity;
7594         unsigned long interval;
7595
7596         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
7597         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
7598         sdg->sgc->next_update = jiffies + interval;
7599
7600         if (!child) {
7601                 update_cpu_capacity(sd, cpu);
7602                 return;
7603         }
7604
7605         capacity = 0;
7606         min_capacity = ULONG_MAX;
7607
7608         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
7609                 /*
7610                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
7611                  * span the current group.
7612                  */
7613
7614                 for_each_cpu(cpu, sched_group_span(sdg)) {
7615                         struct sched_group_capacity *sgc;
7616                         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7617
7618                         /*
7619                          * build_sched_domains() -> init_sched_groups_capacity()
7620                          * gets here before we've attached the domains to the
7621                          * runqueues.
7622                          *
7623                          * Use capacity_of(), which is set irrespective of domains
7624                          * in update_cpu_capacity().
7625                          *
7626                          * This avoids capacity from being 0 and
7627                          * causing divide-by-zero issues on boot.
7628                          */
7629                         if (unlikely(!rq->sd)) {
7630                                 capacity += capacity_of(cpu);
7631                         } else {
7632                                 sgc = rq->sd->groups->sgc;
7633                                 capacity += sgc->capacity;
7634                         }
7635
7636                         min_capacity = min(capacity, min_capacity);
7637                 }
7638         } else  {
7639                 /*
7640                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
7641                  * span the current group.
7642                  */
7643
7644                 group = child->groups;
7645                 do {
7646                         struct sched_group_capacity *sgc = group->sgc;
7647
7648                         capacity += sgc->capacity;
7649                         min_capacity = min(sgc->min_capacity, min_capacity);
7650                         group = group->next;
7651                 } while (group != child->groups);
7652         }
7653
7654         sdg->sgc->capacity = capacity;
7655         sdg->sgc->min_capacity = min_capacity;
7656 }
7657
7658 /*
7659  * Check whether the capacity of the rq has been noticeably reduced by side
7660  * activity. The imbalance_pct is used for the threshold.
7661  * Return true is the capacity is reduced
7662  */
7663 static inline int
7664 check_cpu_capacity(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
7665 {
7666         return ((rq->cpu_capacity * sd->imbalance_pct) <
7667                                 (rq->cpu_capacity_orig * 100));
7668 }
7669
7670 /*
7671  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
7672  * groups is inadequate due to ->cpus_allowed constraints.
7673  *
7674  * Imagine a situation of two groups of 4 CPUs each and 4 tasks each with a
7675  * cpumask covering 1 CPU of the first group and 3 CPUs of the second group.
7676  * Something like:
7677  *
7678  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
7679  *              *     * * *
7680  *
7681  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
7682  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
7683  * cpu 3 and leave one of the CPUs in the second group unused.
7684  *
7685  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
7686  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
7687  * moving tasks due to affinity constraints.
7688  *
7689  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
7690  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
7691  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
7692  * to create an effective group imbalance.
7693  *
7694  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
7695  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
7696  * subtle and fragile situation.
7697  */
7698
7699 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
7700 {
7701         return group->sgc->imbalance;
7702 }
7703
7704 /*
7705  * group_has_capacity returns true if the group has spare capacity that could
7706  * be used by some tasks.
7707  * We consider that a group has spare capacity if the  * number of task is
7708  * smaller than the number of CPUs or if the utilization is lower than the
7709  * available capacity for CFS tasks.
7710  * For the latter, we use a threshold to stabilize the state, to take into
7711  * account the variance of the tasks' load and to return true if the available
7712  * capacity in meaningful for the load balancer.
7713  * As an example, an available capacity of 1% can appear but it doesn't make
7714  * any benefit for the load balance.
7715  */
7716 static inline bool
7717 group_has_capacity(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
7718 {
7719         if (sgs->sum_nr_running < sgs->group_weight)
7720                 return true;
7721
7722         if ((sgs->group_capacity * 100) >
7723                         (sgs->group_util * env->sd->imbalance_pct))
7724                 return true;
7725
7726         return false;
7727 }
7728
7729 /*
7730  *  group_is_overloaded returns true if the group has more tasks than it can
7731  *  handle.
7732  *  group_is_overloaded is not equals to !group_has_capacity because a group
7733  *  with the exact right number of tasks, has no more spare capacity but is not
7734  *  overloaded so both group_has_capacity and group_is_overloaded return
7735  *  false.
7736  */
7737 static inline bool
7738 group_is_overloaded(struct lb_env *env, struct sg_lb_stats *sgs)
7739 {
7740         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight)
7741                 return false;
7742
7743         if ((sgs->group_capacity * 100) <
7744                         (sgs->group_util * env->sd->imbalance_pct))
7745                 return true;
7746
7747         return false;
7748 }
7749
7750 /*
7751  * group_smaller_cpu_capacity: Returns true if sched_group sg has smaller
7752  * per-CPU capacity than sched_group ref.
7753  */
7754 static inline bool
7755 group_smaller_cpu_capacity(struct sched_group *sg, struct sched_group *ref)
7756 {
7757         return sg->sgc->min_capacity * capacity_margin <
7758                                                 ref->sgc->min_capacity * 1024;
7759 }
7760
7761 static inline enum
7762 group_type group_classify(struct sched_group *group,
7763                           struct sg_lb_stats *sgs)
7764 {
7765         if (sgs->group_no_capacity)
7766                 return group_overloaded;
7767
7768         if (sg_imbalanced(group))
7769                 return group_imbalanced;
7770
7771         return group_other;
7772 }
7773
7774 static bool update_nohz_stats(struct rq *rq, bool force)
7775 {
7776 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7777         unsigned int cpu = rq->cpu;
7778
7779         if (!rq->has_blocked_load)
7780                 return false;
7781
7782         if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))
7783                 return false;
7784
7785         if (!force && !time_after(jiffies, rq->last_blocked_load_update_tick))
7786                 return true;
7787
7788         update_blocked_averages(cpu);
7789
7790         return rq->has_blocked_load;
7791 #else
7792         return false;
7793 #endif
7794 }
7795
7796 /**
7797  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
7798  * @env: The load balancing environment.
7799  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
7800  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
7801  * @local_group: Does group contain this_cpu.
7802  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
7803  * @overload: Indicate more than one runnable task for any CPU.
7804  */
7805 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
7806                         struct sched_group *group, int load_idx,
7807                         int local_group, struct sg_lb_stats *sgs,
7808                         bool *overload)
7809 {
7810         unsigned long load;
7811         int i, nr_running;
7812
7813         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
7814
7815         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
7816                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
7817
7818                 if ((env->flags & LBF_NOHZ_STATS) && update_nohz_stats(rq, false))
7819                         env->flags |= LBF_NOHZ_AGAIN;
7820
7821                 /* Bias balancing toward CPUs of our domain: */
7822                 if (local_group)
7823                         load = target_load(i, load_idx);
7824                 else
7825                         load = source_load(i, load_idx);
7826
7827                 sgs->group_load += load;
7828                 sgs->group_util += cpu_util(i);
7829                 sgs->sum_nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
7830
7831                 nr_running = rq->nr_running;
7832                 if (nr_running > 1)
7833                         *overload = true;
7834
7835 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7836                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
7837                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
7838 #endif
7839                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(rq);
7840                 /*
7841                  * No need to call idle_cpu() if nr_running is not 0
7842                  */
7843                 if (!nr_running && idle_cpu(i))
7844                         sgs->idle_cpus++;
7845         }
7846
7847         /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
7848         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
7849         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_CAPACITY_SCALE) / sgs->group_capacity;
7850
7851         if (sgs->sum_nr_running)
7852                 sgs->load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
7853
7854         sgs->group_weight = group->group_weight;
7855
7856         sgs->group_no_capacity = group_is_overloaded(env, sgs);
7857         sgs->group_type = group_classify(group, sgs);
7858 }
7859
7860 /**
7861  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
7862  * @env: The load balancing environment.
7863  * @sds: sched_domain statistics
7864  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
7865  * @sgs: sched_group statistics
7866  *
7867  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
7868  * busiest group.
7869  *
7870  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
7871  * busiest group. %false otherwise.
7872  */
7873 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
7874                                    struct sd_lb_stats *sds,
7875                                    struct sched_group *sg,
7876                                    struct sg_lb_stats *sgs)
7877 {
7878         struct sg_lb_stats *busiest = &sds->busiest_stat;
7879
7880         if (sgs->group_type > busiest->group_type)
7881                 return true;
7882
7883         if (sgs->group_type < busiest->group_type)
7884                 return false;
7885
7886         if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
7887                 return false;
7888
7889         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY))
7890                 goto asym_packing;
7891
7892         /*
7893          * Candidate sg has no more than one task per CPU and
7894          * has higher per-CPU capacity. Migrating tasks to less
7895          * capable CPUs may harm throughput. Maximize throughput,
7896          * power/energy consequences are not considered.
7897          */
7898         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight &&
7899             group_smaller_cpu_capacity(sds->local, sg))
7900                 return false;
7901
7902 asym_packing:
7903         /* This is the busiest node in its class. */
7904         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
7905                 return true;
7906
7907         /* No ASYM_PACKING if target CPU is already busy */
7908         if (env->idle == CPU_NOT_IDLE)
7909                 return true;
7910         /*
7911          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the highest
7912          * prority CPUs in the group, therefore mark all groups
7913          * of lower priority than ourself as busy.
7914          */
7915         if (sgs->sum_nr_running &&
7916             sched_asym_prefer(env->dst_cpu, sg->asym_prefer_cpu)) {
7917                 if (!sds->busiest)
7918                         return true;
7919
7920                 /* Prefer to move from lowest priority CPU's work */
7921                 if (sched_asym_prefer(sds->busiest->asym_prefer_cpu,
7922                                       sg->asym_prefer_cpu))
7923                         return true;
7924         }
7925
7926         return false;
7927 }
7928
7929 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7930 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
7931 {
7932         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_numa_running)
7933                 return regular;
7934         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
7935                 return remote;
7936         return all;
7937 }
7938
7939 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
7940 {
7941         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
7942                 return regular;
7943         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
7944                 return remote;
7945         return all;
7946 }
7947 #else
7948 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
7949 {
7950         return all;
7951 }
7952
7953 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
7954 {
7955         return regular;
7956 }
7957 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
7958
7959 /**
7960  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
7961  * @env: The load balancing environment.
7962  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
7963  */
7964 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
7965 {
7966         struct sched_domain *child = env->sd->child;
7967         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
7968         struct sg_lb_stats *local = &sds->local_stat;
7969         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
7970         int load_idx, prefer_sibling = 0;
7971         bool overload = false;
7972
7973         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
7974                 prefer_sibling = 1;
7975
7976 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7977         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && READ_ONCE(nohz.has_blocked))
7978                 env->flags |= LBF_NOHZ_STATS;
7979 #endif
7980
7981         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
7982
7983         do {
7984                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
7985                 int local_group;
7986
7987                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_span(sg));
7988                 if (local_group) {
7989                         sds->local = sg;
7990                         sgs = local;
7991
7992                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
7993                             time_after_eq(jiffies, sg->sgc->next_update))
7994                                 update_group_capacity(env->sd, env->dst_cpu);
7995                 }
7996
7997                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, sgs,
7998                                                 &overload);
7999
8000                 if (local_group)
8001                         goto next_group;
8002
8003                 /*
8004                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
8005                  * first, lower the sg capacity so that we'll try
8006                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
8007                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
8008                  * these excess tasks. The extra check prevents the case where
8009                  * you always pull from the heaviest group when it is already
8010                  * under-utilized (possible with a large weight task outweighs
8011                  * the tasks on the system).
8012                  */
8013                 if (prefer_sibling && sds->local &&
8014                     group_has_capacity(env, local) &&
8015                     (sgs->sum_nr_running > local->sum_nr_running + 1)) {
8016                         sgs->group_no_capacity = 1;
8017                         sgs->group_type = group_classify(sg, sgs);
8018                 }
8019
8020                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
8021                         sds->busiest = sg;
8022                         sds->busiest_stat = *sgs;
8023                 }
8024
8025 next_group:
8026                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
8027                 sds->total_running += sgs->sum_nr_running;
8028                 sds->total_load += sgs->group_load;
8029                 sds->total_capacity += sgs->group_capacity;
8030
8031                 sg = sg->next;
8032         } while (sg != env->sd->groups);
8033
8034 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8035         if ((env->flags & LBF_NOHZ_AGAIN) &&
8036             cpumask_subset(nohz.idle_cpus_mask, sched_domain_span(env->sd))) {
8037
8038                 WRITE_ONCE(nohz.next_blocked,
8039                            jiffies + msecs_to_jiffies(LOAD_AVG_PERIOD));
8040         }
8041 #endif
8042
8043         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
8044                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
8045
8046         if (!env->sd->parent) {
8047                 /* update overload indicator if we are at root domain */
8048                 if (env->dst_rq->rd->overload != overload)
8049                         env->dst_rq->rd->overload = overload;
8050         }
8051 }
8052
8053 /**
8054  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
8055  *                      sched domain.
8056  *
8057  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
8058  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
8059  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
8060  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
8061  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
8062  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
8063  *
8064  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
8065  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
8066  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
8067  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
8068  * number.
8069  *
8070  * Return: 1 when packing is required and a task should be moved to
8071  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in env->imbalance.
8072  *
8073  * @env: The load balancing environment.
8074  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
8075  */
8076 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8077 {
8078         int busiest_cpu;
8079
8080         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
8081                 return 0;
8082
8083         if (env->idle == CPU_NOT_IDLE)
8084                 return 0;
8085
8086         if (!sds->busiest)
8087                 return 0;
8088
8089         busiest_cpu = sds->busiest->asym_prefer_cpu;
8090         if (sched_asym_prefer(busiest_cpu, env->dst_cpu))
8091                 return 0;
8092
8093         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
8094                 sds->busiest_stat.avg_load * sds->busiest_stat.group_capacity,
8095                 SCHED_CAPACITY_SCALE);
8096
8097         return 1;
8098 }
8099
8100 /**
8101  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
8102  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
8103  *                      load balancing.
8104  * @env: The load balancing environment.
8105  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
8106  */
8107 static inline
8108 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8109 {
8110         unsigned long tmp, capa_now = 0, capa_move = 0;
8111         unsigned int imbn = 2;
8112         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
8113         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
8114
8115         local = &sds->local_stat;
8116         busiest = &sds->busiest_stat;
8117
8118         if (!local->sum_nr_running)
8119                 local->load_per_task = cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
8120         else if (busiest->load_per_task > local->load_per_task)
8121                 imbn = 1;
8122
8123         scaled_busy_load_per_task =
8124                 (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8125                 busiest->group_capacity;
8126
8127         if (busiest->avg_load + scaled_busy_load_per_task >=
8128             local->avg_load + (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
8129                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
8130                 return;
8131         }
8132
8133         /*
8134          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
8135          * however we may be able to increase total CPU capacity used by
8136          * moving them.
8137          */
8138
8139         capa_now += busiest->group_capacity *
8140                         min(busiest->load_per_task, busiest->avg_load);
8141         capa_now += local->group_capacity *
8142                         min(local->load_per_task, local->avg_load);
8143         capa_now /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
8144
8145         /* Amount of load we'd subtract */
8146         if (busiest->avg_load > scaled_busy_load_per_task) {
8147                 capa_move += busiest->group_capacity *
8148                             min(busiest->load_per_task,
8149                                 busiest->avg_load - scaled_busy_load_per_task);
8150         }
8151
8152         /* Amount of load we'd add */
8153         if (busiest->avg_load * busiest->group_capacity <
8154             busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) {
8155                 tmp = (busiest->avg_load * busiest->group_capacity) /
8156                       local->group_capacity;
8157         } else {
8158                 tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8159                       local->group_capacity;
8160         }
8161         capa_move += local->group_capacity *
8162                     min(local->load_per_task, local->avg_load + tmp);
8163         capa_move /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
8164
8165         /* Move if we gain throughput */
8166         if (capa_move > capa_now)
8167                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
8168 }
8169
8170 /**
8171  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
8172  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
8173  * @env: load balance environment
8174  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
8175  */
8176 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8177 {
8178         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
8179         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
8180
8181         local = &sds->local_stat;
8182         busiest = &sds->busiest_stat;
8183
8184         if (busiest->group_type == group_imbalanced) {
8185                 /*
8186                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
8187                  * to ensure CPU-load equilibrium, look at wider averages. XXX
8188                  */
8189                 busiest->load_per_task =
8190                         min(busiest->load_per_task, sds->avg_load);
8191         }
8192
8193         /*
8194          * Avg load of busiest sg can be less and avg load of local sg can
8195          * be greater than avg load across all sgs of sd because avg load
8196          * factors in sg capacity and sgs with smaller group_type are
8197          * skipped when updating the busiest sg:
8198          */
8199         if (busiest->avg_load <= sds->avg_load ||
8200             local->avg_load >= sds->avg_load) {
8201                 env->imbalance = 0;
8202                 return fix_small_imbalance(env, sds);
8203         }
8204
8205         /*
8206          * If there aren't any idle CPUs, avoid creating some.
8207          */
8208         if (busiest->group_type == group_overloaded &&
8209             local->group_type   == group_overloaded) {
8210                 load_above_capacity = busiest->sum_nr_running * SCHED_CAPACITY_SCALE;
8211                 if (load_above_capacity > busiest->group_capacity) {
8212                         load_above_capacity -= busiest->group_capacity;
8213                         load_above_capacity *= scale_load_down(NICE_0_LOAD);
8214                         load_above_capacity /= busiest->group_capacity;
8215                 } else
8216                         load_above_capacity = ~0UL;
8217         }
8218
8219         /*
8220          * We're trying to get all the CPUs to the average_load, so we don't
8221          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
8222          * reduce the max loaded CPU below the average load. At the same time,
8223          * we also don't want to reduce the group load below the group
8224          * capacity. Thus we look for the minimum possible imbalance.
8225          */
8226         max_pull = min(busiest->avg_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
8227
8228         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
8229         env->imbalance = min(
8230                 max_pull * busiest->group_capacity,
8231                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_capacity
8232         ) / SCHED_CAPACITY_SCALE;
8233
8234         /*
8235          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
8236          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
8237          * a think about bumping its value to force at least one task to be
8238          * moved
8239          */
8240         if (env->imbalance < busiest->load_per_task)
8241                 return fix_small_imbalance(env, sds);
8242 }
8243
8244 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
8245
8246 /**
8247  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
8248  * if there is an imbalance.
8249  *
8250  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
8251  * to restore balance.
8252  *
8253  * @env: The load balancing environment.
8254  *
8255  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
8256  */
8257 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
8258 {
8259         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
8260         struct sd_lb_stats sds;
8261
8262         init_sd_lb_stats(&sds);
8263
8264         /*
8265          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
8266          * this level.
8267          */
8268         update_sd_lb_stats(env, &sds);
8269         local = &sds.local_stat;
8270         busiest = &sds.busiest_stat;
8271
8272         /* ASYM feature bypasses nice load balance check */
8273         if (check_asym_packing(env, &sds))
8274                 return sds.busiest;
8275
8276         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
8277         if (!sds.busiest || busiest->sum_nr_running == 0)
8278                 goto out_balanced;
8279
8280         /* XXX broken for overlapping NUMA groups */
8281         sds.avg_load = (SCHED_CAPACITY_SCALE * sds.total_load)
8282                                                 / sds.total_capacity;
8283
8284         /*
8285          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
8286          * work because they assume all things are equal, which typically
8287          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
8288          */
8289         if (busiest->group_type == group_imbalanced)
8290                 goto force_balance;
8291
8292         /*
8293          * When dst_cpu is idle, prevent SMP nice and/or asymmetric group
8294          * capacities from resulting in underutilization due to avg_load.
8295          */
8296         if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && group_has_capacity(env, local) &&
8297             busiest->group_no_capacity)
8298                 goto force_balance;
8299
8300         /*
8301          * If the local group is busier than the selected busiest group
8302          * don't try and pull any tasks.
8303          */
8304         if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
8305                 goto out_balanced;
8306
8307         /*
8308          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
8309          * average load.
8310          */
8311         if (local->avg_load >= sds.avg_load)
8312                 goto out_balanced;
8313
8314         if (env->idle == CPU_IDLE) {
8315                 /*
8316                  * This CPU is idle. If the busiest group is not overloaded
8317                  * and there is no imbalance between this and busiest group
8318                  * wrt idle CPUs, it is balanced. The imbalance becomes
8319                  * significant if the diff is greater than 1 otherwise we
8320                  * might end up to just move the imbalance on another group
8321                  */
8322                 if ((busiest->group_type != group_overloaded) &&
8323                                 (local->idle_cpus <= (busiest->idle_cpus + 1)))
8324                         goto out_balanced;
8325         } else {
8326                 /*
8327                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
8328                  * imbalance_pct to be conservative.
8329                  */
8330                 if (100 * busiest->avg_load <=
8331                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
8332                         goto out_balanced;
8333         }
8334
8335 force_balance:
8336         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
8337         calculate_imbalance(env, &sds);
8338         return sds.busiest;
8339
8340 out_balanced:
8341         env->imbalance = 0;
8342         return NULL;
8343 }
8344
8345 /*
8346  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the CPUs in the group.
8347  */
8348 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
8349                                      struct sched_group *group)
8350 {
8351         struct rq *busiest = NULL, *rq;
8352         unsigned long busiest_load = 0, busiest_capacity = 1;
8353         int i;
8354
8355         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
8356                 unsigned long capacity, wl;
8357                 enum fbq_type rt;
8358
8359                 rq = cpu_rq(i);
8360                 rt = fbq_classify_rq(rq);
8361
8362                 /*
8363                  * We classify groups/runqueues into three groups:
8364                  *  - regular: there are !numa tasks
8365                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
8366                  *  - all:     there is no distinction
8367                  *
8368                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
8369                  * ignore those when there's better options.
8370                  *
8371                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
8372                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
8373                  * queue by moving tasks around inside the node.
8374                  *
8375                  * If we cannot move enough load due to this classification
8376                  * the next pass will adjust the group classification and
8377                  * allow migration of more tasks.
8378                  *
8379                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
8380                  */
8381                 if (rt > env->fbq_type)
8382                         continue;
8383
8384                 capacity = capacity_of(i);
8385
8386                 wl = weighted_cpuload(rq);
8387
8388                 /*
8389                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
8390                  * which is not scaled with the CPU capacity.
8391                  */
8392
8393                 if (rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance &&
8394                     !check_cpu_capacity(rq, env->sd))
8395                         continue;
8396
8397                 /*
8398                  * For the load comparisons with the other CPU's, consider
8399                  * the weighted_cpuload() scaled with the CPU capacity, so
8400                  * that the load can be moved away from the CPU that is
8401                  * potentially running at a lower capacity.
8402                  *
8403                  * Thus we're looking for max(wl_i / capacity_i), crosswise
8404                  * multiplication to rid ourselves of the division works out
8405                  * to: wl_i * capacity_j > wl_j * capacity_i;  where j is
8406                  * our previous maximum.
8407                  */
8408                 if (wl * busiest_capacity > busiest_load * capacity) {
8409                         busiest_load = wl;
8410                         busiest_capacity = capacity;
8411                         busiest = rq;
8412                 }
8413         }
8414
8415         return busiest;
8416 }
8417
8418 /*
8419  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
8420  * so long as it is large enough.
8421  */
8422 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
8423
8424 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
8425 {
8426         struct sched_domain *sd = env->sd;
8427
8428         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
8429
8430                 /*
8431                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
8432                  * lower priority CPUs in order to pack all tasks in the
8433                  * highest priority CPUs.
8434                  */
8435                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) &&
8436                     sched_asym_prefer(env->dst_cpu, env->src_cpu))
8437                         return 1;
8438         }
8439
8440         /*
8441          * The dst_cpu is idle and the src_cpu CPU has only 1 CFS task.
8442          * It's worth migrating the task if the src_cpu's capacity is reduced
8443          * because of other sched_class or IRQs if more capacity stays
8444          * available on dst_cpu.
8445          */
8446         if ((env->idle != CPU_NOT_IDLE) &&
8447             (env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1)) {
8448                 if ((check_cpu_capacity(env->src_rq, sd)) &&
8449                     (capacity_of(env->src_cpu)*sd->imbalance_pct < capacity_of(env->dst_cpu)*100))
8450                         return 1;
8451         }
8452
8453         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
8454 }
8455
8456 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
8457
8458 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
8459 {
8460         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
8461         int cpu, balance_cpu = -1;
8462
8463         /*
8464          * Ensure the balancing environment is consistent; can happen
8465          * when the softirq triggers 'during' hotplug.
8466          */
8467         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, env->cpus))
8468                 return 0;
8469
8470         /*
8471          * In the newly idle case, we will allow all the CPUs
8472          * to do the newly idle load balance.
8473          */
8474         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
8475                 return 1;
8476
8477         /* Try to find first idle CPU */
8478         for_each_cpu_and(cpu, group_balance_mask(sg), env->cpus) {
8479                 if (!idle_cpu(cpu))
8480                         continue;
8481
8482                 balance_cpu = cpu;
8483                 break;
8484         }
8485
8486         if (balance_cpu == -1)
8487                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
8488
8489         /*
8490          * First idle CPU or the first CPU(busiest) in this sched group
8491          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
8492          */
8493         return balance_cpu == env->dst_cpu;
8494 }
8495
8496 /*
8497  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
8498  * tasks if there is an imbalance.
8499  */
8500 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
8501                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
8502                         int *continue_balancing)
8503 {
8504         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
8505         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
8506         struct sched_group *group;
8507         struct rq *busiest;
8508         struct rq_flags rf;
8509         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(load_balance_mask);
8510
8511         struct lb_env env = {
8512                 .sd             = sd,
8513                 .dst_cpu        = this_cpu,
8514                 .dst_rq         = this_rq,
8515                 .dst_grpmask    = sched_group_span(sd->groups),
8516                 .idle           = idle,
8517                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
8518                 .cpus           = cpus,
8519                 .fbq_type       = all,
8520                 .tasks          = LIST_HEAD_INIT(env.tasks),
8521         };
8522
8523         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), cpu_active_mask);
8524
8525         schedstat_inc(sd->lb_count[idle]);
8526
8527 redo:
8528         if (!should_we_balance(&env)) {
8529                 *continue_balancing = 0;
8530                 goto out_balanced;
8531         }
8532
8533         group = find_busiest_group(&env);
8534         if (!group) {
8535                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyg[idle]);
8536                 goto out_balanced;
8537         }
8538
8539         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
8540         if (!busiest) {
8541                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyq[idle]);
8542                 goto out_balanced;
8543         }
8544
8545         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
8546
8547         schedstat_add(sd->lb_imbalance[idle], env.imbalance);
8548
8549         env.src_cpu = busiest->cpu;
8550         env.src_rq = busiest;
8551
8552         ld_moved = 0;
8553         if (busiest->nr_running > 1) {
8554                 /*
8555                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
8556                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
8557                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
8558                  * correctly treated as an imbalance.
8559                  */
8560                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
8561                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
8562
8563 more_balance:
8564                 rq_lock_irqsave(busiest, &rf);
8565                 update_rq_clock(busiest);
8566
8567                 /*
8568                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
8569                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
8570                  */
8571                 cur_ld_moved = detach_tasks(&env);
8572
8573                 /*
8574                  * We've detached some tasks from busiest_rq. Every
8575                  * task is masked "TASK_ON_RQ_MIGRATING", so we can safely
8576                  * unlock busiest->lock, and we are able to be sure
8577                  * that nobody can manipulate the tasks in parallel.
8578                  * See task_rq_lock() family for the details.
8579                  */
8580
8581                 rq_unlock(busiest, &rf);
8582
8583                 if (cur_ld_moved) {
8584                         attach_tasks(&env);
8585                         ld_moved += cur_ld_moved;
8586                 }
8587
8588                 local_irq_restore(rf.flags);
8589
8590                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
8591                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
8592                         goto more_balance;
8593                 }
8594
8595                 /*
8596                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
8597                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
8598                  * where they can run. The upper limit on how many times we
8599                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of CPUs in our
8600                  * sched_group.
8601                  *
8602                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
8603                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
8604                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
8605                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
8606                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
8607                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
8608                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
8609                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
8610                  * This however should not happen so much in practice and
8611                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
8612                  * excess load moved.
8613                  */
8614                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
8615
8616                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs */
8617                         cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
8618
8619                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
8620                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
8621                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
8622                         env.loop         = 0;
8623                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
8624
8625                         /*
8626                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
8627                          * need to continue with same src_cpu.
8628                          */
8629                         goto more_balance;
8630                 }
8631
8632                 /*
8633                  * We failed to reach balance because of affinity.
8634                  */
8635                 if (sd_parent) {
8636                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
8637
8638                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0)
8639                                 *group_imbalance = 1;
8640                 }
8641
8642                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
8643                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
8644                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
8645                         /*
8646                          * Attempting to continue load balancing at the current
8647                          * sched_domain level only makes sense if there are
8648                          * active CPUs remaining as possible busiest CPUs to
8649                          * pull load from which are not contained within the
8650                          * destination group that is receiving any migrated
8651                          * load.
8652                          */
8653                         if (!cpumask_subset(cpus, env.dst_grpmask)) {
8654                                 env.loop = 0;
8655                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
8656                                 goto redo;
8657                         }
8658                         goto out_all_pinned;
8659                 }
8660         }
8661
8662         if (!ld_moved) {
8663                 schedstat_inc(sd->lb_failed[idle]);
8664                 /*
8665                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
8666                  * We do not want newidle balance, which can be very
8667                  * frequent, pollute the failure counter causing
8668                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
8669                  */
8670                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
8671                         sd->nr_balance_failed++;
8672
8673                 if (need_active_balance(&env)) {
8674                         unsigned long flags;
8675
8676                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
8677
8678                         /*
8679                          * Don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
8680                          * if the curr task on busiest CPU can't be
8681                          * moved to this_cpu:
8682                          */
8683                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &busiest->curr->cpus_allowed)) {
8684                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
8685                                                             flags);
8686                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
8687                                 goto out_one_pinned;
8688                         }
8689
8690                         /*
8691                          * ->active_balance synchronizes accesses to
8692                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
8693                          * only after active load balance is finished.
8694                          */
8695                         if (!busiest->active_balance) {
8696                                 busiest->active_balance = 1;
8697                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
8698                                 active_balance = 1;
8699                         }
8700                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
8701
8702                         if (active_balance) {
8703                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
8704                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
8705                                         &busiest->active_balance_work);
8706                         }
8707
8708                         /* We've kicked active balancing, force task migration. */
8709                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
8710                 }
8711         } else
8712                 sd->nr_balance_failed = 0;
8713
8714         if (likely(!active_balance)) {
8715                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
8716                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
8717         } else {
8718                 /*
8719                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
8720                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
8721                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
8722                  * detach_tasks).
8723                  */
8724                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
8725                         sd->balance_interval *= 2;
8726         }
8727
8728         goto out;
8729
8730 out_balanced:
8731         /*
8732          * We reach balance although we may have faced some affinity
8733          * constraints. Clear the imbalance flag if it was set.
8734          */
8735         if (sd_parent) {
8736                 int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
8737
8738                 if (*group_imbalance)
8739                         *group_imbalance = 0;
8740         }
8741
8742 out_all_pinned:
8743         /*
8744          * We reach balance because all tasks are pinned at this level so
8745          * we can't migrate them. Let the imbalance flag set so parent level
8746          * can try to migrate them.
8747          */
8748         schedstat_inc(sd->lb_balanced[idle]);
8749
8750         sd->nr_balance_failed = 0;
8751
8752 out_one_pinned:
8753         /* tune up the balancing interval */
8754         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
8755                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
8756                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
8757                 sd->balance_interval *= 2;
8758
8759         ld_moved = 0;
8760 out:
8761         return ld_moved;
8762 }
8763
8764 static inline unsigned long
8765 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
8766 {
8767         unsigned long interval = sd->balance_interval;
8768
8769         if (cpu_busy)
8770                 interval *= sd->busy_factor;
8771
8772         /* scale ms to jiffies */
8773         interval = msecs_to_jiffies(interval);
8774         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
8775
8776         return interval;
8777 }
8778
8779 static inline void
8780 update_next_balance(struct sched_domain *sd, unsigned long *next_balance)
8781 {
8782         unsigned long interval, next;
8783
8784         /* used by idle balance, so cpu_busy = 0 */
8785         interval = get_sd_balance_interval(sd, 0);
8786         next = sd->last_balance + interval;
8787
8788         if (time_after(*next_balance, next))
8789                 *next_balance = next;
8790 }
8791
8792 /*
8793  * active_load_balance_cpu_stop is run by the CPU stopper. It pushes
8794  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
8795  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
8796  * avoids physical / logical imbalances.
8797  */
8798 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
8799 {
8800         struct rq *busiest_rq = data;
8801         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
8802         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
8803         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
8804         struct sched_domain *sd;
8805         struct task_struct *p = NULL;
8806         struct rq_flags rf;
8807
8808         rq_lock_irq(busiest_rq, &rf);
8809         /*
8810          * Between queueing the stop-work and running it is a hole in which
8811          * CPUs can become inactive. We should not move tasks from or to
8812          * inactive CPUs.
8813          */
8814         if (!cpu_active(busiest_cpu) || !cpu_active(target_cpu))
8815                 goto out_unlock;
8816
8817         /* Make sure the requested CPU hasn't gone down in the meantime: */
8818         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
8819                      !busiest_rq->active_balance))
8820                 goto out_unlock;
8821
8822         /* Is there any task to move? */
8823         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
8824                 goto out_unlock;
8825
8826         /*
8827          * This condition is "impossible", if it occurs
8828          * we need to fix it. Originally reported by
8829          * Bjorn Helgaas on a 128-CPU setup.
8830          */
8831         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
8832
8833         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
8834         rcu_read_lock();
8835         for_each_domain(target_cpu, sd) {
8836                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
8837                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
8838                                 break;
8839         }
8840
8841         if (likely(sd)) {
8842                 struct lb_env env = {
8843                         .sd             = sd,
8844                         .dst_cpu        = target_cpu,
8845                         .dst_rq         = target_rq,
8846                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
8847                         .src_rq         = busiest_rq,
8848                         .idle           = CPU_IDLE,
8849                         /*
8850                          * can_migrate_task() doesn't need to compute new_dst_cpu
8851                          * for active balancing. Since we have CPU_IDLE, but no
8852                          * @dst_grpmask we need to make that test go away with lying
8853                          * about DST_PINNED.
8854                          */
8855                         .flags          = LBF_DST_PINNED,
8856                 };
8857
8858                 schedstat_inc(sd->alb_count);
8859                 update_rq_clock(busiest_rq);
8860
8861                 p = detach_one_task(&env);
8862                 if (p) {
8863                         schedstat_inc(sd->alb_pushed);
8864                         /* Active balancing done, reset the failure counter. */
8865                         sd->nr_balance_failed = 0;
8866                 } else {
8867                         schedstat_inc(sd->alb_failed);
8868                 }
8869         }
8870         rcu_read_unlock();
8871 out_unlock:
8872         busiest_rq->active_balance = 0;
8873         rq_unlock(busiest_rq, &rf);
8874
8875         if (p)
8876                 attach_one_task(target_rq, p);
8877
8878         local_irq_enable();
8879
8880         return 0;
8881 }
8882
8883 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
8884
8885 /*
8886  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
8887  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
8888  */
8889 void update_max_interval(void)
8890 {
8891         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
8892 }
8893
8894 /*
8895  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
8896  * and initiates a balancing operation if so.
8897  *
8898  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
8899  */
8900 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
8901 {
8902         int continue_balancing = 1;
8903         int cpu = rq->cpu;
8904         unsigned long interval;
8905         struct sched_domain *sd;
8906         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
8907         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
8908         int update_next_balance = 0;
8909         int need_serialize, need_decay = 0;
8910         u64 max_cost = 0;
8911
8912         rcu_read_lock();
8913         for_each_domain(cpu, sd) {
8914                 /*
8915                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
8916                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
8917                  */
8918                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
8919                         sd->max_newidle_lb_cost =
8920                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
8921                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
8922                         need_decay = 1;
8923                 }
8924                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
8925
8926                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
8927                         continue;
8928
8929                 /*
8930                  * Stop the load balance at this level. There is another
8931                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
8932                  * actively.
8933                  */
8934                 if (!continue_balancing) {
8935                         if (need_decay)
8936                                 continue;
8937                         break;
8938                 }
8939
8940                 interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
8941
8942                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
8943                 if (need_serialize) {
8944                         if (!spin_trylock(&balancing))
8945                                 goto out;
8946                 }
8947
8948                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
8949                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
8950                                 /*
8951                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
8952                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
8953                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
8954                                  */
8955                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
8956                         }
8957                         sd->last_balance = jiffies;
8958                         interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
8959                 }
8960                 if (need_serialize)
8961                         spin_unlock(&balancing);
8962 out:
8963                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
8964                         next_balance = sd->last_balance + interval;
8965                         update_next_balance = 1;
8966                 }
8967         }
8968         if (need_decay) {
8969                 /*
8970                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
8971                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
8972                  */
8973                 rq->max_idle_balance_cost =
8974                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
8975         }
8976         rcu_read_unlock();
8977
8978         /*
8979          * next_balance will be updated only when there is a need.
8980          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
8981          * updated.
8982          */
8983         if (likely(update_next_balance)) {
8984                 rq->next_balance = next_balance;
8985
8986 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8987                 /*
8988                  * If this CPU has been elected to perform the nohz idle
8989                  * balance. Other idle CPUs have already rebalanced with
8990                  * nohz_idle_balance() and nohz.next_balance has been
8991                  * updated accordingly. This CPU is now running the idle load
8992                  * balance for itself and we need to update the
8993                  * nohz.next_balance accordingly.
8994                  */
8995                 if ((idle == CPU_IDLE) && time_after(nohz.next_balance, rq->next_balance))
8996                         nohz.next_balance = rq->next_balance;
8997 #endif
8998         }
8999 }
9000
9001 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
9002 {
9003         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
9004 }
9005
9006 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9007 /*
9008  * idle load balancing details
9009  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
9010  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
9011  *   load balancing for all the idle CPUs.
9012  */
9013
9014 static inline int find_new_ilb(void)
9015 {
9016         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
9017
9018         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
9019                 return ilb;
9020
9021         return nr_cpu_ids;
9022 }
9023
9024 /*
9025  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
9026  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
9027  * CPU (if there is one).
9028  */
9029 static void kick_ilb(unsigned int flags)
9030 {
9031         int ilb_cpu;
9032
9033         nohz.next_balance++;
9034
9035         ilb_cpu = find_new_ilb();
9036
9037         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
9038                 return;
9039
9040         flags = atomic_fetch_or(flags, nohz_flags(ilb_cpu));
9041         if (flags & NOHZ_KICK_MASK)
9042                 return;
9043
9044         /*
9045          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
9046          * This way we generate a sched IPI on the target CPU which
9047          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
9048          * will be run before returning from the IPI.
9049          */
9050         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
9051 }
9052
9053 /*
9054  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
9055  * of an idle cpu in the system.
9056  *   - This rq has more than one task.
9057  *   - This rq has at least one CFS task and the capacity of the CPU is
9058  *     significantly reduced because of RT tasks or IRQs.
9059  *   - At parent of LLC scheduler domain level, this cpu's scheduler group has
9060  *     multiple busy cpu.
9061  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
9062  *     domain span are idle.
9063  */
9064 static void nohz_balancer_kick(struct rq *rq)
9065 {
9066         unsigned long now = jiffies;
9067         struct sched_domain_shared *sds;
9068         struct sched_domain *sd;
9069         int nr_busy, i, cpu = rq->cpu;
9070         unsigned int flags = 0;
9071
9072         if (unlikely(rq->idle_balance))
9073                 return;
9074
9075         /*
9076          * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
9077          * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
9078          */
9079         nohz_balance_exit_idle(rq);
9080
9081         /*
9082          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
9083          * balancing.
9084          */
9085         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
9086                 return;
9087
9088         if (READ_ONCE(nohz.has_blocked) &&
9089             time_after(now, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
9090                 flags = NOHZ_STATS_KICK;
9091
9092         if (time_before(now, nohz.next_balance))
9093                 goto out;
9094
9095         if (rq->nr_running >= 2) {
9096                 flags = NOHZ_KICK_MASK;
9097                 goto out;
9098         }
9099
9100         rcu_read_lock();
9101         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
9102         if (sds) {
9103                 /*
9104                  * XXX: write a coherent comment on why we do this.
9105                  * See also: http://lkml.kernel.org/r/20111202010832.602203411@sbsiddha-desk.sc.intel.com
9106                  */
9107                 nr_busy = atomic_read(&sds->nr_busy_cpus);
9108                 if (nr_busy > 1) {
9109                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
9110                         goto unlock;
9111                 }
9112
9113         }
9114
9115         sd = rcu_dereference(rq->sd);
9116         if (sd) {
9117                 if ((rq->cfs.h_nr_running >= 1) &&
9118                                 check_cpu_capacity(rq, sd)) {
9119                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
9120                         goto unlock;
9121                 }
9122         }
9123
9124         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym, cpu));
9125         if (sd) {
9126                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
9127                         if (i == cpu ||
9128                             !cpumask_test_cpu(i, nohz.idle_cpus_mask))
9129                                 continue;
9130
9131                         if (sched_asym_prefer(i, cpu)) {
9132                                 flags = NOHZ_KICK_MASK;
9133                                 goto unlock;
9134                         }
9135                 }
9136         }
9137 unlock:
9138         rcu_read_unlock();
9139 out:
9140         if (flags)
9141                 kick_ilb(flags);
9142 }
9143
9144 static void set_cpu_sd_state_busy(int cpu)
9145 {
9146         struct sched_domain *sd;
9147
9148         rcu_read_lock();
9149         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
9150
9151         if (!sd || !sd->nohz_idle)
9152                 goto unlock;
9153         sd->nohz_idle = 0;
9154
9155         atomic_inc(&sd->shared->nr_busy_cpus);
9156 unlock:
9157         rcu_read_unlock();
9158 }
9159
9160 void nohz_balance_exit_idle(struct rq *rq)
9161 {
9162         SCHED_WARN_ON(rq != this_rq());
9163
9164         if (likely(!rq->nohz_tick_stopped))
9165                 return;
9166
9167         rq->nohz_tick_stopped = 0;
9168         cpumask_clear_cpu(rq->cpu, nohz.idle_cpus_mask);
9169         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
9170
9171         set_cpu_sd_state_busy(rq->cpu);
9172 }
9173
9174 static void set_cpu_sd_state_idle(int cpu)
9175 {
9176         struct sched_domain *sd;
9177
9178         rcu_read_lock();
9179         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
9180
9181         if (!sd || sd->nohz_idle)
9182                 goto unlock;
9183         sd->nohz_idle = 1;
9184
9185         atomic_dec(&sd->shared->nr_busy_cpus);
9186 unlock:
9187         rcu_read_unlock();
9188 }
9189
9190 /*
9191  * This routine will record that the CPU is going idle with tick stopped.
9192  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
9193  */
9194 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
9195 {
9196         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9197
9198         SCHED_WARN_ON(cpu != smp_processor_id());
9199
9200         /* If this CPU is going down, then nothing needs to be done: */
9201         if (!cpu_active(cpu))
9202                 return;
9203
9204         /* Spare idle load balancing on CPUs that don't want to be disturbed: */
9205         if (!housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_SCHED))
9206                 return;
9207
9208         /*
9209          * Can be set safely without rq->lock held
9210          * If a clear happens, it will have evaluated last additions because
9211          * rq->lock is held during the check and the clear
9212          */
9213         rq->has_blocked_load = 1;
9214
9215         /*
9216          * The tick is still stopped but load could have been added in the
9217          * meantime. We set the nohz.has_blocked flag to trig a check of the
9218          * *_avg. The CPU is already part of nohz.idle_cpus_mask so the clear
9219          * of nohz.has_blocked can only happen after checking the new load
9220          */
9221         if (rq->nohz_tick_stopped)
9222                 goto out;
9223
9224         /* If we're a completely isolated CPU, we don't play: */
9225         if (on_null_domain(rq))
9226                 return;
9227
9228         rq->nohz_tick_stopped = 1;
9229
9230         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
9231         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
9232
9233         /*
9234          * Ensures that if nohz_idle_balance() fails to observe our
9235          * @idle_cpus_mask store, it must observe the @has_blocked
9236          * store.
9237          */
9238         smp_mb__after_atomic();
9239
9240         set_cpu_sd_state_idle(cpu);
9241
9242 out:
9243         /*
9244          * Each time a cpu enter idle, we assume that it has blocked load and
9245          * enable the periodic update of the load of idle cpus
9246          */
9247         WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
9248 }
9249
9250 /*
9251  * Internal function that runs load balance for all idle cpus. The load balance
9252  * can be a simple update of blocked load or a complete load balance with
9253  * tasks movement depending of flags.
9254  * The function returns false if the loop has stopped before running
9255  * through all idle CPUs.
9256  */
9257 static bool _nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, unsigned int flags,
9258                                enum cpu_idle_type idle)
9259 {
9260         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
9261         unsigned long now = jiffies;
9262         unsigned long next_balance = now + 60*HZ;
9263         bool has_blocked_load = false;
9264         int update_next_balance = 0;
9265         int this_cpu = this_rq->cpu;
9266         int balance_cpu;
9267         int ret = false;
9268         struct rq *rq;
9269
9270         SCHED_WARN_ON((flags & NOHZ_KICK_MASK) == NOHZ_BALANCE_KICK);
9271
9272         /*
9273          * We assume there will be no idle load after this update and clear
9274          * the has_blocked flag. If a cpu enters idle in the mean time, it will
9275          * set the has_blocked flag and trig another update of idle load.
9276          * Because a cpu that becomes idle, is added to idle_cpus_mask before
9277          * setting the flag, we are sure to not clear the state and not
9278          * check the load of an idle cpu.
9279          */
9280         WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 0);
9281
9282         /*
9283          * Ensures that if we miss the CPU, we must see the has_blocked
9284          * store from nohz_balance_enter_idle().
9285          */
9286         smp_mb();
9287
9288         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
9289                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
9290                         continue;
9291
9292                 /*
9293                  * If this CPU gets work to do, stop the load balancing
9294                  * work being done for other CPUs. Next load
9295                  * balancing owner will pick it up.
9296                  */
9297                 if (need_resched()) {
9298                         has_blocked_load = true;
9299                         goto abort;
9300                 }
9301
9302                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
9303
9304                 has_blocked_load |= update_nohz_stats(rq, true);
9305
9306                 /*
9307                  * If time for next balance is due,
9308                  * do the balance.
9309                  */
9310                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
9311                         struct rq_flags rf;
9312
9313                         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9314                         update_rq_clock(rq);
9315                         cpu_load_update_idle(rq);
9316                         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9317
9318                         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
9319                                 rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
9320                 }
9321
9322                 if (time_after(next_balance, rq->next_balance)) {
9323                         next_balance = rq->next_balance;
9324                         update_next_balance = 1;
9325                 }
9326         }
9327
9328         /* Newly idle CPU doesn't need an update */
9329         if (idle != CPU_NEWLY_IDLE) {
9330                 update_blocked_averages(this_cpu);
9331                 has_blocked_load |= this_rq->has_blocked_load;
9332         }
9333
9334         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
9335                 rebalance_domains(this_rq, CPU_IDLE);
9336
9337         WRITE_ONCE(nohz.next_blocked,
9338                 now + msecs_to_jiffies(LOAD_AVG_PERIOD));
9339
9340         /* The full idle balance loop has been done */
9341         ret = true;
9342
9343 abort:
9344         /* There is still blocked load, enable periodic update */
9345         if (has_blocked_load)
9346                 WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
9347
9348         /*
9349          * next_balance will be updated only when there is a need.
9350          * When the CPU is attached to null domain for ex, it will not be
9351          * updated.
9352          */
9353         if (likely(update_next_balance))
9354                 nohz.next_balance = next_balance;
9355
9356         return ret;
9357 }
9358
9359 /*
9360  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
9361  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
9362  */
9363 static bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
9364 {
9365         int this_cpu = this_rq->cpu;
9366         unsigned int flags;
9367
9368         if (!(atomic_read(nohz_flags(this_cpu)) & NOHZ_KICK_MASK))
9369                 return false;
9370
9371         if (idle != CPU_IDLE) {
9372                 atomic_andnot(NOHZ_KICK_MASK, nohz_flags(this_cpu));
9373                 return false;
9374         }
9375
9376         /*
9377          * barrier, pairs with nohz_balance_enter_idle(), ensures ...
9378          */
9379         flags = atomic_fetch_andnot(NOHZ_KICK_MASK, nohz_flags(this_cpu));
9380         if (!(flags & NOHZ_KICK_MASK))
9381                 return false;
9382
9383         _nohz_idle_balance(this_rq, flags, idle);
9384
9385         return true;
9386 }
9387
9388 static void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq)
9389 {
9390         int this_cpu = this_rq->cpu;
9391
9392         /*
9393          * This CPU doesn't want to be disturbed by scheduler
9394          * housekeeping
9395          */
9396         if (!housekeeping_cpu(this_cpu, HK_FLAG_SCHED))
9397                 return;
9398
9399         /* Will wake up very soon. No time for doing anything else*/
9400         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
9401                 return;
9402
9403         /* Don't need to update blocked load of idle CPUs*/
9404         if (!READ_ONCE(nohz.has_blocked) ||
9405             time_before(jiffies, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
9406                 return;
9407
9408         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
9409         /*
9410          * This CPU is going to be idle and blocked load of idle CPUs
9411          * need to be updated. Run the ilb locally as it is a good
9412          * candidate for ilb instead of waking up another idle CPU.
9413          * Kick an normal ilb if we failed to do the update.
9414          */
9415         if (!_nohz_idle_balance(this_rq, NOHZ_STATS_KICK, CPU_NEWLY_IDLE))
9416                 kick_ilb(NOHZ_STATS_KICK);
9417         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
9418 }
9419
9420 #else /* !CONFIG_NO_HZ_COMMON */
9421 static inline void nohz_balancer_kick(struct rq *rq) { }
9422
9423 static inline bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
9424 {
9425         return false;
9426 }
9427
9428 static inline void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq) { }
9429 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
9430
9431 /*
9432  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
9433  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
9434  */
9435 static int idle_balance(struct rq *this_rq, struct rq_flags *rf)
9436 {
9437         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
9438         int this_cpu = this_rq->cpu;
9439         struct sched_domain *sd;
9440         int pulled_task = 0;
9441         u64 curr_cost = 0;
9442
9443         /*
9444          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
9445          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
9446          */
9447         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
9448
9449         /*
9450          * Do not pull tasks towards !active CPUs...
9451          */
9452         if (!cpu_active(this_cpu))
9453                 return 0;
9454
9455         /*
9456          * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being picked
9457          * for load-balance and preemption/IRQs are still disabled avoiding
9458          * further scheduler activity on it and we're being very careful to
9459          * re-start the picking loop.
9460          */
9461         rq_unpin_lock(this_rq, rf);
9462
9463         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost ||
9464             !this_rq->rd->overload) {
9465
9466                 rcu_read_lock();
9467                 sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
9468                 if (sd)
9469                         update_next_balance(sd, &next_balance);
9470                 rcu_read_unlock();
9471
9472                 nohz_newidle_balance(this_rq);
9473
9474                 goto out;
9475         }
9476
9477         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
9478
9479         update_blocked_averages(this_cpu);
9480         rcu_read_lock();
9481         for_each_domain(this_cpu, sd) {
9482                 int continue_balancing = 1;
9483                 u64 t0, domain_cost;
9484
9485                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
9486                         continue;
9487
9488                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost) {
9489                         update_next_balance(sd, &next_balance);
9490                         break;
9491                 }
9492
9493                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
9494                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
9495
9496                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
9497                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
9498                                                    &continue_balancing);
9499
9500                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
9501                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
9502                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
9503
9504                         curr_cost += domain_cost;
9505                 }
9506
9507                 update_next_balance(sd, &next_balance);
9508
9509                 /*
9510                  * Stop searching for tasks to pull if there are
9511                  * now runnable tasks on this rq.
9512                  */
9513                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0)
9514                         break;
9515         }
9516         rcu_read_unlock();
9517
9518         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
9519
9520         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
9521                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
9522
9523 out:
9524         /*
9525          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
9526          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
9527          * pretend we pulled a task.
9528          */
9529         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
9530                 pulled_task = 1;
9531
9532         /* Move the next balance forward */
9533         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
9534                 this_rq->next_balance = next_balance;
9535
9536         /* Is there a task of a high priority class? */
9537         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
9538                 pulled_task = -1;
9539
9540         if (pulled_task)
9541                 this_rq->idle_stamp = 0;
9542
9543         rq_repin_lock(this_rq, rf);
9544
9545         return pulled_task;
9546 }
9547
9548 /*
9549  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
9550  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
9551  */
9552 static __latent_entropy void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
9553 {
9554         struct rq *this_rq = this_rq();
9555         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
9556                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
9557
9558         /*
9559          * If this CPU has a pending nohz_balance_kick, then do the
9560          * balancing on behalf of the other idle CPUs whose ticks are
9561          * stopped. Do nohz_idle_balance *before* rebalance_domains to
9562          * give the idle CPUs a chance to load balance. Else we may
9563          * load balance only within the local sched_domain hierarchy
9564          * and abort nohz_idle_balance altogether if we pull some load.
9565          */
9566         if (nohz_idle_balance(this_rq, idle))
9567                 return;
9568
9569         /* normal load balance */
9570         update_blocked_averages(this_rq->cpu);
9571         rebalance_domains(this_rq, idle);
9572 }
9573
9574 /*
9575  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
9576  */
9577 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
9578 {
9579         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
9580         if (unlikely(on_null_domain(rq)))
9581                 return;
9582
9583         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
9584                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
9585
9586         nohz_balancer_kick(rq);
9587 }
9588
9589 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
9590 {
9591         update_sysctl();
9592
9593         update_runtime_enabled(rq);
9594 }
9595
9596 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
9597 {
9598         update_sysctl();
9599
9600         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
9601         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
9602 }
9603
9604 #endif /* CONFIG_SMP */
9605
9606 /*
9607  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class.
9608  *
9609  * NOTE: This function can be called remotely by the tick offload that
9610  * goes along full dynticks. Therefore no local assumption can be made
9611  * and everything must be accessed through the @rq and @curr passed in
9612  * parameters.
9613  */
9614 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
9615 {
9616         struct cfs_rq *cfs_rq;
9617         struct sched_entity *se = &curr->se;
9618
9619         for_each_sched_entity(se) {
9620                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9621                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
9622         }
9623
9624         if (static_branch_unlikely(&sched_numa_balancing))
9625                 task_tick_numa(rq, curr);
9626 }
9627
9628 /*
9629  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
9630  *  - child not yet on the tasklist
9631  *  - preemption disabled
9632  */
9633 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
9634 {
9635         struct cfs_rq *cfs_rq;
9636         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
9637         struct rq *rq = this_rq();
9638         struct rq_flags rf;
9639
9640         rq_lock(rq, &rf);
9641         update_rq_clock(rq);
9642
9643         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
9644         curr = cfs_rq->curr;
9645         if (curr) {
9646                 update_curr(cfs_rq);
9647                 se->vruntime = curr->vruntime;
9648         }
9649         place_entity(cfs_rq, se, 1);
9650
9651         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
9652                 /*
9653                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
9654                  * 'current' within the tree based on its new key value.
9655                  */
9656                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
9657                 resched_curr(rq);
9658         }
9659
9660         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
9661         rq_unlock(rq, &rf);
9662 }
9663
9664 /*
9665  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
9666  * the current task.
9667  */
9668 static void
9669 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
9670 {
9671         if (!task_on_rq_queued(p))
9672                 return;
9673
9674         /*
9675          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
9676          * our priority decreased, or if we are not currently running on
9677          * this runqueue and our priority is higher than the current's
9678          */
9679         if (rq->curr == p) {
9680                 if (p->prio > oldprio)
9681                         resched_curr(rq);
9682         } else
9683                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
9684 }
9685
9686 static inline bool vruntime_normalized(struct task_struct *p)
9687 {
9688         struct sched_entity *se = &p->se;
9689
9690         /*
9691          * In both the TASK_ON_RQ_QUEUED and TASK_ON_RQ_MIGRATING cases,
9692          * the dequeue_entity(.flags=0) will already have normalized the
9693          * vruntime.
9694          */
9695         if (p->on_rq)
9696                 return true;
9697
9698         /*
9699          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
9700          * But there are some cases where it has already been normalized:
9701          *
9702          * - A forked child which is waiting for being woken up by
9703          *   wake_up_new_task().
9704          * - A task which has been woken up by try_to_wake_up() and
9705          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
9706          */
9707         if (!se->sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING)
9708                 return true;
9709
9710         return false;
9711 }
9712
9713 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9714 /*
9715  * Propagate the changes of the sched_entity across the tg tree to make it
9716  * visible to the root
9717  */
9718 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
9719 {
9720         struct cfs_rq *cfs_rq;
9721
9722         /* Start to propagate at parent */
9723         se = se->parent;
9724
9725         for_each_sched_entity(se) {
9726                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9727
9728                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
9729                         break;
9730
9731                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
9732         }
9733 }
9734 #else
9735 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se) { }
9736 #endif
9737
9738 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
9739 {
9740         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9741
9742         /* Catch up with the cfs_rq and remove our load when we leave */
9743         update_load_avg(cfs_rq, se, 0);
9744         detach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
9745         update_tg_load_avg(cfs_rq, false);
9746         propagate_entity_cfs_rq(se);
9747 }
9748
9749 static void attach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
9750 {
9751         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9752
9753 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9754         /*
9755          * Since the real-depth could have been changed (only FAIR
9756          * class maintain depth value), reset depth properly.
9757          */
9758         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
9759 #endif
9760
9761         /* Synchronize entity with its cfs_rq */
9762         update_load_avg(cfs_rq, se, sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD) ? 0 : SKIP_AGE_LOAD);
9763         attach_entity_load_avg(cfs_rq, se, 0);
9764         update_tg_load_avg(cfs_rq, false);
9765         propagate_entity_cfs_rq(se);
9766 }
9767
9768 static void detach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
9769 {
9770         struct sched_entity *se = &p->se;
9771         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9772
9773         if (!vruntime_normalized(p)) {
9774                 /*
9775                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
9776                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
9777                  */
9778                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
9779                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
9780         }
9781
9782         detach_entity_cfs_rq(se);
9783 }
9784
9785 static void attach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
9786 {
9787         struct sched_entity *se = &p->se;
9788         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9789
9790         attach_entity_cfs_rq(se);
9791
9792         if (!vruntime_normalized(p))
9793                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
9794 }
9795
9796 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
9797 {
9798         detach_task_cfs_rq(p);
9799 }
9800
9801 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
9802 {
9803         attach_task_cfs_rq(p);
9804
9805         if (task_on_rq_queued(p)) {
9806                 /*
9807                  * We were most likely switched from sched_rt, so
9808                  * kick off the schedule if running, otherwise just see
9809                  * if we can still preempt the current task.
9810                  */
9811                 if (rq->curr == p)
9812                         resched_curr(rq);
9813                 else
9814                         check_preempt_curr(rq, p, 0);
9815         }
9816 }
9817
9818 /* Account for a task changing its policy or group.
9819  *
9820  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
9821  * migrates between groups/classes.
9822  */
9823 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
9824 {
9825         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
9826
9827         for_each_sched_entity(se) {
9828                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
9829
9830                 set_next_entity(cfs_rq, se);
9831                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
9832                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
9833         }
9834 }
9835
9836 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
9837 {
9838         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT_CACHED;
9839         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
9840 #ifndef CONFIG_64BIT
9841         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
9842 #endif
9843 #ifdef CONFIG_SMP
9844         raw_spin_lock_init(&cfs_rq->removed.lock);
9845 #endif
9846 }
9847
9848 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9849 static void task_set_group_fair(struct task_struct *p)
9850 {
9851         struct sched_entity *se = &p->se;
9852
9853         set_task_rq(p, task_cpu(p));
9854         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
9855 }
9856
9857 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p)
9858 {
9859         detach_task_cfs_rq(p);
9860         set_task_rq(p, task_cpu(p));
9861
9862 #ifdef CONFIG_SMP
9863         /* Tell se's cfs_rq has been changed -- migrated */
9864         p->se.avg.last_update_time = 0;
9865 #endif
9866         attach_task_cfs_rq(p);
9867 }
9868
9869 static void task_change_group_fair(struct task_struct *p, int type)
9870 {
9871         switch (type) {
9872         case TASK_SET_GROUP:
9873                 task_set_group_fair(p);
9874                 break;
9875
9876         case TASK_MOVE_GROUP:
9877                 task_move_group_fair(p);
9878                 break;
9879         }
9880 }
9881
9882 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
9883 {
9884         int i;
9885
9886         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
9887
9888         for_each_possible_cpu(i) {
9889                 if (tg->cfs_rq)
9890                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
9891                 if (tg->se)
9892                         kfree(tg->se[i]);
9893         }
9894
9895         kfree(tg->cfs_rq);
9896         kfree(tg->se);
9897 }
9898
9899 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
9900 {
9901         struct sched_entity *se;
9902         struct cfs_rq *cfs_rq;
9903         int i;
9904
9905         tg->cfs_rq = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(cfs_rq), GFP_KERNEL);
9906         if (!tg->cfs_rq)
9907                 goto err;
9908         tg->se = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(se), GFP_KERNEL);
9909         if (!tg->se)
9910                 goto err;
9911
9912         tg->shares = NICE_0_LOAD;
9913
9914         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
9915
9916         for_each_possible_cpu(i) {
9917                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
9918                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9919                 if (!cfs_rq)
9920                         goto err;
9921
9922                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
9923                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9924                 if (!se)
9925                         goto err_free_rq;
9926
9927                 init_cfs_rq(cfs_rq);
9928                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
9929                 init_entity_runnable_average(se);
9930         }
9931
9932         return 1;
9933
9934 err_free_rq:
9935         kfree(cfs_rq);
9936 err:
9937         return 0;
9938 }
9939
9940 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg)
9941 {
9942         struct sched_entity *se;
9943         struct rq *rq;
9944         int i;
9945
9946         for_each_possible_cpu(i) {
9947                 rq = cpu_rq(i);
9948                 se = tg->se[i];
9949
9950                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
9951                 update_rq_clock(rq);
9952                 attach_entity_cfs_rq(se);
9953                 sync_throttle(tg, i);
9954                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
9955         }
9956 }
9957
9958 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg)
9959 {
9960         unsigned long flags;
9961         struct rq *rq;
9962         int cpu;
9963
9964         for_each_possible_cpu(cpu) {
9965                 if (tg->se[cpu])
9966                         remove_entity_load_avg(tg->se[cpu]);
9967
9968                 /*
9969                  * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
9970                  * check on_list without danger of it being re-added.
9971                  */
9972                 if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
9973                         continue;
9974
9975                 rq = cpu_rq(cpu);
9976
9977                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
9978                 list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
9979                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
9980         }
9981 }
9982
9983 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
9984                         struct sched_entity *se, int cpu,
9985                         struct sched_entity *parent)
9986 {
9987         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9988
9989         cfs_rq->tg = tg;
9990         cfs_rq->rq = rq;
9991         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
9992
9993         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
9994         tg->se[cpu] = se;
9995
9996         /* se could be NULL for root_task_group */
9997         if (!se)
9998                 return;
9999
10000         if (!parent) {
10001                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
10002                 se->depth = 0;
10003         } else {
10004                 se->cfs_rq = parent->my_q;
10005                 se->depth = parent->depth + 1;
10006         }
10007
10008         se->my_q = cfs_rq;
10009         /* guarantee group entities always have weight */
10010         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
10011         se->parent = parent;
10012 }
10013
10014 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
10015
10016 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
10017 {
10018         int i;
10019
10020         /*
10021          * We can't change the weight of the root cgroup.
10022          */
10023         if (!tg->se[0])
10024                 return -EINVAL;
10025
10026         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
10027
10028         mutex_lock(&shares_mutex);
10029         if (tg->shares == shares)
10030                 goto done;
10031
10032         tg->shares = shares;
10033         for_each_possible_cpu(i) {
10034                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
10035                 struct sched_entity *se = tg->se[i];
10036                 struct rq_flags rf;
10037
10038                 /* Propagate contribution to hierarchy */
10039                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
10040                 update_rq_clock(rq);
10041                 for_each_sched_entity(se) {
10042                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, UPDATE_TG);
10043                         update_cfs_group(se);
10044                 }
10045                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
10046         }
10047
10048 done:
10049         mutex_unlock(&shares_mutex);
10050         return 0;
10051 }
10052 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
10053
10054 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
10055
10056 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
10057 {
10058         return 1;
10059 }
10060
10061 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
10062
10063 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
10064
10065 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
10066
10067
10068 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
10069 {
10070         struct sched_entity *se = &task->se;
10071         unsigned int rr_interval = 0;
10072
10073         /*
10074          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
10075          * idle runqueue:
10076          */
10077         if (rq->cfs.load.weight)
10078                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
10079
10080         return rr_interval;
10081 }
10082
10083 /*
10084  * All the scheduling class methods:
10085  */
10086 const struct sched_class fair_sched_class = {
10087         .next                   = &idle_sched_class,
10088         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
10089         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
10090         .yield_task             = yield_task_fair,
10091         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
10092
10093         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
10094
10095         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
10096         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
10097
10098 #ifdef CONFIG_SMP
10099         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
10100         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
10101
10102         .rq_online              = rq_online_fair,
10103         .rq_offline             = rq_offline_fair,
10104
10105         .task_dead              = task_dead_fair,
10106         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_common,
10107 #endif
10108
10109         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
10110         .task_tick              = task_tick_fair,
10111         .task_fork              = task_fork_fair,
10112
10113         .prio_changed           = prio_changed_fair,
10114         .switched_from          = switched_from_fair,
10115         .switched_to            = switched_to_fair,
10116
10117         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
10118
10119         .update_curr            = update_curr_fair,
10120
10121 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10122         .task_change_group      = task_change_group_fair,
10123 #endif
10124 };
10125
10126 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
10127 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
10128 {
10129         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
10130
10131         rcu_read_lock();
10132         for_each_leaf_cfs_rq_safe(cpu_rq(cpu), cfs_rq, pos)
10133                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
10134         rcu_read_unlock();
10135 }
10136
10137 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
10138 void show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m)
10139 {
10140         int node;
10141         unsigned long tsf = 0, tpf = 0, gsf = 0, gpf = 0;
10142
10143         for_each_online_node(node) {
10144                 if (p->numa_faults) {
10145                         tsf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
10146                         tpf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
10147                 }
10148                 if (p->numa_group) {
10149                         gsf = p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)],
10150                         gpf = p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
10151                 }
10152                 print_numa_stats(m, node, tsf, tpf, gsf, gpf);
10153         }
10154 }
10155 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
10156 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
10157
10158 __init void init_sched_fair_class(void)
10159 {
10160 #ifdef CONFIG_SMP
10161         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
10162
10163 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
10164         nohz.next_balance = jiffies;
10165         nohz.next_blocked = jiffies;
10166         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
10167 #endif
10168 #endif /* SMP */
10169
10170 }