sched: Fix odd values in effective_load() calculations
[cascardo/linux.git] / kernel / sched / fair.c
1 /*
2  * Completely Fair Scheduling (CFS) Class (SCHED_NORMAL/SCHED_BATCH)
3  *
4  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
5  *
6  *  Interactivity improvements by Mike Galbraith
7  *  (C) 2007 Mike Galbraith <efault@gmx.de>
8  *
9  *  Various enhancements by Dmitry Adamushko.
10  *  (C) 2007 Dmitry Adamushko <dmitry.adamushko@gmail.com>
11  *
12  *  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
13  *  Copyright IBM Corporation, 2007
14  *  Author: Srivatsa Vaddagiri <vatsa@linux.vnet.ibm.com>
15  *
16  *  Scaled math optimizations by Thomas Gleixner
17  *  Copyright (C) 2007, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
18  *
19  *  Adaptive scheduling granularity, math enhancements by Peter Zijlstra
20  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra <pzijlstr@redhat.com>
21  */
22
23 #include <linux/latencytop.h>
24 #include <linux/sched.h>
25 #include <linux/cpumask.h>
26 #include <linux/cpuidle.h>
27 #include <linux/slab.h>
28 #include <linux/profile.h>
29 #include <linux/interrupt.h>
30 #include <linux/mempolicy.h>
31 #include <linux/migrate.h>
32 #include <linux/task_work.h>
33
34 #include <trace/events/sched.h>
35
36 #include "sched.h"
37
38 /*
39  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
40  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
41  *
42  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
43  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
44  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
45  * based scheduling concepts.
46  *
47  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
48  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
49  */
50 unsigned int sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
51 unsigned int normalized_sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
52
53 /*
54  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
55  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
56  *
57  * Options are:
58  * SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
59  * SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
60  * SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
61  */
62 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling
63         = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
64
65 /*
66  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
67  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
68  */
69 unsigned int sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
70 unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
71
72 /*
73  * is kept at sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity
74  */
75 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
76
77 /*
78  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
79  * parent will (try to) run first.
80  */
81 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
82
83 /*
84  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
85  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
86  *
87  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
88  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
89  * have immediate wakeup/sleep latencies.
90  */
91 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
92 unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
93
94 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost = 500000UL;
95
96 /*
97  * The exponential sliding  window over which load is averaged for shares
98  * distribution.
99  * (default: 10msec)
100  */
101 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_shares_window = 10000000UL;
102
103 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
104 /*
105  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
106  * each time a cfs_rq requests quota.
107  *
108  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
109  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
110  * we will always only issue the remaining available time.
111  *
112  * default: 5 msec, units: microseconds
113   */
114 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice = 5000UL;
115 #endif
116
117 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
118 {
119         lw->weight += inc;
120         lw->inv_weight = 0;
121 }
122
123 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
124 {
125         lw->weight -= dec;
126         lw->inv_weight = 0;
127 }
128
129 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
130 {
131         lw->weight = w;
132         lw->inv_weight = 0;
133 }
134
135 /*
136  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
137  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
138  * to users decreases. But the relationship is not linear,
139  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
140  * number of CPUs.
141  *
142  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
143  */
144 static int get_update_sysctl_factor(void)
145 {
146         unsigned int cpus = min_t(int, num_online_cpus(), 8);
147         unsigned int factor;
148
149         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
150         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
151                 factor = 1;
152                 break;
153         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
154                 factor = cpus;
155                 break;
156         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
157         default:
158                 factor = 1 + ilog2(cpus);
159                 break;
160         }
161
162         return factor;
163 }
164
165 static void update_sysctl(void)
166 {
167         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
168
169 #define SET_SYSCTL(name) \
170         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
171         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
172         SET_SYSCTL(sched_latency);
173         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
174 #undef SET_SYSCTL
175 }
176
177 void sched_init_granularity(void)
178 {
179         update_sysctl();
180 }
181
182 #define WMULT_CONST     (~0U)
183 #define WMULT_SHIFT     32
184
185 static void __update_inv_weight(struct load_weight *lw)
186 {
187         unsigned long w;
188
189         if (likely(lw->inv_weight))
190                 return;
191
192         w = scale_load_down(lw->weight);
193
194         if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
195                 lw->inv_weight = 1;
196         else if (unlikely(!w))
197                 lw->inv_weight = WMULT_CONST;
198         else
199                 lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
200 }
201
202 /*
203  * delta_exec * weight / lw.weight
204  *   OR
205  * (delta_exec * (weight * lw->inv_weight)) >> WMULT_SHIFT
206  *
207  * Either weight := NICE_0_LOAD and lw \e prio_to_wmult[], in which case
208  * we're guaranteed shift stays positive because inv_weight is guaranteed to
209  * fit 32 bits, and NICE_0_LOAD gives another 10 bits; therefore shift >= 22.
210  *
211  * Or, weight =< lw.weight (because lw.weight is the runqueue weight), thus
212  * weight/lw.weight <= 1, and therefore our shift will also be positive.
213  */
214 static u64 __calc_delta(u64 delta_exec, unsigned long weight, struct load_weight *lw)
215 {
216         u64 fact = scale_load_down(weight);
217         int shift = WMULT_SHIFT;
218
219         __update_inv_weight(lw);
220
221         if (unlikely(fact >> 32)) {
222                 while (fact >> 32) {
223                         fact >>= 1;
224                         shift--;
225                 }
226         }
227
228         /* hint to use a 32x32->64 mul */
229         fact = (u64)(u32)fact * lw->inv_weight;
230
231         while (fact >> 32) {
232                 fact >>= 1;
233                 shift--;
234         }
235
236         return mul_u64_u32_shr(delta_exec, fact, shift);
237 }
238
239
240 const struct sched_class fair_sched_class;
241
242 /**************************************************************
243  * CFS operations on generic schedulable entities:
244  */
245
246 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
247
248 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
249 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
250 {
251         return cfs_rq->rq;
252 }
253
254 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
255 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
256
257 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
258 {
259 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
260         WARN_ON_ONCE(!entity_is_task(se));
261 #endif
262         return container_of(se, struct task_struct, se);
263 }
264
265 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
266 #define for_each_sched_entity(se) \
267                 for (; se; se = se->parent)
268
269 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
270 {
271         return p->se.cfs_rq;
272 }
273
274 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
275 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
276 {
277         return se->cfs_rq;
278 }
279
280 /* runqueue "owned" by this group */
281 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
282 {
283         return grp->my_q;
284 }
285
286 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
287                                        int force_update);
288
289 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
290 {
291         if (!cfs_rq->on_list) {
292                 /*
293                  * Ensure we either appear before our parent (if already
294                  * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
295                  * enqueued.  The fact that we always enqueue bottom-up
296                  * reduces this to two cases.
297                  */
298                 if (cfs_rq->tg->parent &&
299                     cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu_of(rq_of(cfs_rq))]->on_list) {
300                         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
301                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
302                 } else {
303                         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
304                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
305                 }
306
307                 cfs_rq->on_list = 1;
308                 /* We should have no load, but we need to update last_decay. */
309                 update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 0);
310         }
311 }
312
313 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
314 {
315         if (cfs_rq->on_list) {
316                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
317                 cfs_rq->on_list = 0;
318         }
319 }
320
321 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
322 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
323         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
324
325 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
326 static inline struct cfs_rq *
327 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
328 {
329         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
330                 return se->cfs_rq;
331
332         return NULL;
333 }
334
335 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
336 {
337         return se->parent;
338 }
339
340 static void
341 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
342 {
343         int se_depth, pse_depth;
344
345         /*
346          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
347          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
348          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
349          * parent.
350          */
351
352         /* First walk up until both entities are at same depth */
353         se_depth = (*se)->depth;
354         pse_depth = (*pse)->depth;
355
356         while (se_depth > pse_depth) {
357                 se_depth--;
358                 *se = parent_entity(*se);
359         }
360
361         while (pse_depth > se_depth) {
362                 pse_depth--;
363                 *pse = parent_entity(*pse);
364         }
365
366         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
367                 *se = parent_entity(*se);
368                 *pse = parent_entity(*pse);
369         }
370 }
371
372 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
373
374 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
375 {
376         return container_of(se, struct task_struct, se);
377 }
378
379 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
380 {
381         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
382 }
383
384 #define entity_is_task(se)      1
385
386 #define for_each_sched_entity(se) \
387                 for (; se; se = NULL)
388
389 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
390 {
391         return &task_rq(p)->cfs;
392 }
393
394 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
395 {
396         struct task_struct *p = task_of(se);
397         struct rq *rq = task_rq(p);
398
399         return &rq->cfs;
400 }
401
402 /* runqueue "owned" by this group */
403 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
404 {
405         return NULL;
406 }
407
408 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
409 {
410 }
411
412 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
413 {
414 }
415
416 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
417                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
418
419 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
420 {
421         return NULL;
422 }
423
424 static inline void
425 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
426 {
427 }
428
429 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
430
431 static __always_inline
432 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec);
433
434 /**************************************************************
435  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
436  */
437
438 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
439 {
440         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
441         if (delta > 0)
442                 max_vruntime = vruntime;
443
444         return max_vruntime;
445 }
446
447 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
448 {
449         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
450         if (delta < 0)
451                 min_vruntime = vruntime;
452
453         return min_vruntime;
454 }
455
456 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
457                                 struct sched_entity *b)
458 {
459         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
460 }
461
462 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
463 {
464         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
465
466         if (cfs_rq->curr)
467                 vruntime = cfs_rq->curr->vruntime;
468
469         if (cfs_rq->rb_leftmost) {
470                 struct sched_entity *se = rb_entry(cfs_rq->rb_leftmost,
471                                                    struct sched_entity,
472                                                    run_node);
473
474                 if (!cfs_rq->curr)
475                         vruntime = se->vruntime;
476                 else
477                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
478         }
479
480         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
481         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
482 #ifndef CONFIG_64BIT
483         smp_wmb();
484         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
485 #endif
486 }
487
488 /*
489  * Enqueue an entity into the rb-tree:
490  */
491 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
492 {
493         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
494         struct rb_node *parent = NULL;
495         struct sched_entity *entry;
496         int leftmost = 1;
497
498         /*
499          * Find the right place in the rbtree:
500          */
501         while (*link) {
502                 parent = *link;
503                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
504                 /*
505                  * We dont care about collisions. Nodes with
506                  * the same key stay together.
507                  */
508                 if (entity_before(se, entry)) {
509                         link = &parent->rb_left;
510                 } else {
511                         link = &parent->rb_right;
512                         leftmost = 0;
513                 }
514         }
515
516         /*
517          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
518          * used):
519          */
520         if (leftmost)
521                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
522
523         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
524         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
525 }
526
527 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
528 {
529         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node) {
530                 struct rb_node *next_node;
531
532                 next_node = rb_next(&se->run_node);
533                 cfs_rq->rb_leftmost = next_node;
534         }
535
536         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
537 }
538
539 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
540 {
541         struct rb_node *left = cfs_rq->rb_leftmost;
542
543         if (!left)
544                 return NULL;
545
546         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
547 }
548
549 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
550 {
551         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
552
553         if (!next)
554                 return NULL;
555
556         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
557 }
558
559 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
560 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
561 {
562         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline);
563
564         if (!last)
565                 return NULL;
566
567         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
568 }
569
570 /**************************************************************
571  * Scheduling class statistics methods:
572  */
573
574 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
575                 void __user *buffer, size_t *lenp,
576                 loff_t *ppos)
577 {
578         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
579         int factor = get_update_sysctl_factor();
580
581         if (ret || !write)
582                 return ret;
583
584         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
585                                         sysctl_sched_min_granularity);
586
587 #define WRT_SYSCTL(name) \
588         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
589         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
590         WRT_SYSCTL(sched_latency);
591         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
592 #undef WRT_SYSCTL
593
594         return 0;
595 }
596 #endif
597
598 /*
599  * delta /= w
600  */
601 static inline u64 calc_delta_fair(u64 delta, struct sched_entity *se)
602 {
603         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
604                 delta = __calc_delta(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
605
606         return delta;
607 }
608
609 /*
610  * The idea is to set a period in which each task runs once.
611  *
612  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
613  * this period because otherwise the slices get too small.
614  *
615  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
616  */
617 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
618 {
619         u64 period = sysctl_sched_latency;
620         unsigned long nr_latency = sched_nr_latency;
621
622         if (unlikely(nr_running > nr_latency)) {
623                 period = sysctl_sched_min_granularity;
624                 period *= nr_running;
625         }
626
627         return period;
628 }
629
630 /*
631  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
632  * proportional to the weight.
633  *
634  * s = p*P[w/rw]
635  */
636 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
637 {
638         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
639
640         for_each_sched_entity(se) {
641                 struct load_weight *load;
642                 struct load_weight lw;
643
644                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
645                 load = &cfs_rq->load;
646
647                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
648                         lw = cfs_rq->load;
649
650                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
651                         load = &lw;
652                 }
653                 slice = __calc_delta(slice, se->load.weight, load);
654         }
655         return slice;
656 }
657
658 /*
659  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
660  *
661  * vs = s/w
662  */
663 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
664 {
665         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
666 }
667
668 #ifdef CONFIG_SMP
669 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int cpu);
670 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
671
672 static inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se);
673
674 /* Give new task start runnable values to heavy its load in infant time */
675 void init_task_runnable_average(struct task_struct *p)
676 {
677         u32 slice;
678
679         p->se.avg.decay_count = 0;
680         slice = sched_slice(task_cfs_rq(p), &p->se) >> 10;
681         p->se.avg.runnable_avg_sum = slice;
682         p->se.avg.runnable_avg_period = slice;
683         __update_task_entity_contrib(&p->se);
684 }
685 #else
686 void init_task_runnable_average(struct task_struct *p)
687 {
688 }
689 #endif
690
691 /*
692  * Update the current task's runtime statistics.
693  */
694 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
695 {
696         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
697         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
698         u64 delta_exec;
699
700         if (unlikely(!curr))
701                 return;
702
703         delta_exec = now - curr->exec_start;
704         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
705                 return;
706
707         curr->exec_start = now;
708
709         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
710                       max(delta_exec, curr->statistics.exec_max));
711
712         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
713         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
714
715         curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
716         update_min_vruntime(cfs_rq);
717
718         if (entity_is_task(curr)) {
719                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
720
721                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
722                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
723                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
724         }
725
726         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
727 }
728
729 static void update_curr_fair(struct rq *rq)
730 {
731         update_curr(cfs_rq_of(&rq->curr->se));
732 }
733
734 static inline void
735 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
736 {
737         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
738 }
739
740 /*
741  * Task is being enqueued - update stats:
742  */
743 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
744 {
745         /*
746          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
747          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
748          */
749         if (se != cfs_rq->curr)
750                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
751 }
752
753 static void
754 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
755 {
756         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
757                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start));
758         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
759         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
760                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
761 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
762         if (entity_is_task(se)) {
763                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
764                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
765         }
766 #endif
767         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
768 }
769
770 static inline void
771 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
772 {
773         /*
774          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
775          * waiting task:
776          */
777         if (se != cfs_rq->curr)
778                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
779 }
780
781 /*
782  * We are picking a new current task - update its stats:
783  */
784 static inline void
785 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
786 {
787         /*
788          * We are starting a new run period:
789          */
790         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
791 }
792
793 /**************************************************
794  * Scheduling class queueing methods:
795  */
796
797 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
798 /*
799  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
800  * calculated based on the tasks virtual memory size and
801  * numa_balancing_scan_size.
802  */
803 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
804 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
805
806 /* Portion of address space to scan in MB */
807 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
808
809 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
810 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
811
812 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
813 {
814         unsigned long rss = 0;
815         unsigned long nr_scan_pages;
816
817         /*
818          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
819          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
820          * on resident pages
821          */
822         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
823         rss = get_mm_rss(p->mm);
824         if (!rss)
825                 rss = nr_scan_pages;
826
827         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
828         return rss / nr_scan_pages;
829 }
830
831 /* For sanitys sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
832 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
833
834 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
835 {
836         unsigned int scan_size = ACCESS_ONCE(sysctl_numa_balancing_scan_size);
837         unsigned int scan, floor;
838         unsigned int windows = 1;
839
840         if (scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
841                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / scan_size;
842         floor = 1000 / windows;
843
844         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
845         return max_t(unsigned int, floor, scan);
846 }
847
848 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
849 {
850         unsigned int smin = task_scan_min(p);
851         unsigned int smax;
852
853         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
854         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
855         return max(smin, smax);
856 }
857
858 static void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
859 {
860         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != -1);
861         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
862 }
863
864 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
865 {
866         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != -1);
867         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
868 }
869
870 struct numa_group {
871         atomic_t refcount;
872
873         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
874         int nr_tasks;
875         pid_t gid;
876
877         struct rcu_head rcu;
878         nodemask_t active_nodes;
879         unsigned long total_faults;
880         /*
881          * Faults_cpu is used to decide whether memory should move
882          * towards the CPU. As a consequence, these stats are weighted
883          * more by CPU use than by memory faults.
884          */
885         unsigned long *faults_cpu;
886         unsigned long faults[0];
887 };
888
889 /* Shared or private faults. */
890 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES 2
891
892 /* Memory and CPU locality */
893 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS (NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * 2)
894
895 /* Averaged statistics, and temporary buffers. */
896 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS (NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * 2)
897
898 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
899 {
900         return p->numa_group ? p->numa_group->gid : 0;
901 }
902
903 /*
904  * The averaged statistics, shared & private, memory & cpu,
905  * occupy the first half of the array. The second half of the
906  * array is for current counters, which are averaged into the
907  * first set by task_numa_placement.
908  */
909 static inline int task_faults_idx(enum numa_faults_stats s, int nid, int priv)
910 {
911         return NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * (s * nr_node_ids + nid) + priv;
912 }
913
914 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
915 {
916         if (!p->numa_faults)
917                 return 0;
918
919         return p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
920                 p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
921 }
922
923 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
924 {
925         if (!p->numa_group)
926                 return 0;
927
928         return p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
929                 p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
930 }
931
932 static inline unsigned long group_faults_cpu(struct numa_group *group, int nid)
933 {
934         return group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
935                 group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
936 }
937
938 /* Handle placement on systems where not all nodes are directly connected. */
939 static unsigned long score_nearby_nodes(struct task_struct *p, int nid,
940                                         int maxdist, bool task)
941 {
942         unsigned long score = 0;
943         int node;
944
945         /*
946          * All nodes are directly connected, and the same distance
947          * from each other. No need for fancy placement algorithms.
948          */
949         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
950                 return 0;
951
952         /*
953          * This code is called for each node, introducing N^2 complexity,
954          * which should be ok given the number of nodes rarely exceeds 8.
955          */
956         for_each_online_node(node) {
957                 unsigned long faults;
958                 int dist = node_distance(nid, node);
959
960                 /*
961                  * The furthest away nodes in the system are not interesting
962                  * for placement; nid was already counted.
963                  */
964                 if (dist == sched_max_numa_distance || node == nid)
965                         continue;
966
967                 /*
968                  * On systems with a backplane NUMA topology, compare groups
969                  * of nodes, and move tasks towards the group with the most
970                  * memory accesses. When comparing two nodes at distance
971                  * "hoplimit", only nodes closer by than "hoplimit" are part
972                  * of each group. Skip other nodes.
973                  */
974                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
975                                         dist > maxdist)
976                         continue;
977
978                 /* Add up the faults from nearby nodes. */
979                 if (task)
980                         faults = task_faults(p, node);
981                 else
982                         faults = group_faults(p, node);
983
984                 /*
985                  * On systems with a glueless mesh NUMA topology, there are
986                  * no fixed "groups of nodes". Instead, nodes that are not
987                  * directly connected bounce traffic through intermediate
988                  * nodes; a numa_group can occupy any set of nodes.
989                  * The further away a node is, the less the faults count.
990                  * This seems to result in good task placement.
991                  */
992                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
993                         faults *= (sched_max_numa_distance - dist);
994                         faults /= (sched_max_numa_distance - LOCAL_DISTANCE);
995                 }
996
997                 score += faults;
998         }
999
1000         return score;
1001 }
1002
1003 /*
1004  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
1005  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
1006  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
1007  * evenly spread out between numa nodes.
1008  */
1009 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid,
1010                                         int dist)
1011 {
1012         unsigned long faults, total_faults;
1013
1014         if (!p->numa_faults)
1015                 return 0;
1016
1017         total_faults = p->total_numa_faults;
1018
1019         if (!total_faults)
1020                 return 0;
1021
1022         faults = task_faults(p, nid);
1023         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, true);
1024
1025         return 1000 * faults / total_faults;
1026 }
1027
1028 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid,
1029                                          int dist)
1030 {
1031         unsigned long faults, total_faults;
1032
1033         if (!p->numa_group)
1034                 return 0;
1035
1036         total_faults = p->numa_group->total_faults;
1037
1038         if (!total_faults)
1039                 return 0;
1040
1041         faults = group_faults(p, nid);
1042         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, false);
1043
1044         return 1000 * faults / total_faults;
1045 }
1046
1047 bool should_numa_migrate_memory(struct task_struct *p, struct page * page,
1048                                 int src_nid, int dst_cpu)
1049 {
1050         struct numa_group *ng = p->numa_group;
1051         int dst_nid = cpu_to_node(dst_cpu);
1052         int last_cpupid, this_cpupid;
1053
1054         this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(dst_cpu, current->pid);
1055
1056         /*
1057          * Multi-stage node selection is used in conjunction with a periodic
1058          * migration fault to build a temporal task<->page relation. By using
1059          * a two-stage filter we remove short/unlikely relations.
1060          *
1061          * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist probability, we can equate
1062          * a task's usage of a particular page (n_p) per total usage of this
1063          * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
1064          *
1065          * Our periodic faults will sample this probability and getting the
1066          * same result twice in a row, given these samples are fully
1067          * independent, is then given by P(n)^2, provided our sample period
1068          * is sufficiently short compared to the usage pattern.
1069          *
1070          * This quadric squishes small probabilities, making it less likely we
1071          * act on an unlikely task<->page relation.
1072          */
1073         last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
1074         if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) &&
1075                                 cpupid_to_nid(last_cpupid) != dst_nid)
1076                 return false;
1077
1078         /* Always allow migrate on private faults */
1079         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
1080                 return true;
1081
1082         /* A shared fault, but p->numa_group has not been set up yet. */
1083         if (!ng)
1084                 return true;
1085
1086         /*
1087          * Do not migrate if the destination is not a node that
1088          * is actively used by this numa group.
1089          */
1090         if (!node_isset(dst_nid, ng->active_nodes))
1091                 return false;
1092
1093         /*
1094          * Source is a node that is not actively used by this
1095          * numa group, while the destination is. Migrate.
1096          */
1097         if (!node_isset(src_nid, ng->active_nodes))
1098                 return true;
1099
1100         /*
1101          * Both source and destination are nodes in active
1102          * use by this numa group. Maximize memory bandwidth
1103          * by migrating from more heavily used groups, to less
1104          * heavily used ones, spreading the load around.
1105          * Use a 1/4 hysteresis to avoid spurious page movement.
1106          */
1107         return group_faults(p, dst_nid) < (group_faults(p, src_nid) * 3 / 4);
1108 }
1109
1110 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu);
1111 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
1112 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
1113 static unsigned long capacity_of(int cpu);
1114 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg);
1115
1116 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
1117 struct numa_stats {
1118         unsigned long nr_running;
1119         unsigned long load;
1120
1121         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
1122         unsigned long compute_capacity;
1123
1124         /* Approximate capacity in terms of runnable tasks on a node */
1125         unsigned long task_capacity;
1126         int has_free_capacity;
1127 };
1128
1129 /*
1130  * XXX borrowed from update_sg_lb_stats
1131  */
1132 static void update_numa_stats(struct numa_stats *ns, int nid)
1133 {
1134         int smt, cpu, cpus = 0;
1135         unsigned long capacity;
1136
1137         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1138         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1139                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1140
1141                 ns->nr_running += rq->nr_running;
1142                 ns->load += weighted_cpuload(cpu);
1143                 ns->compute_capacity += capacity_of(cpu);
1144
1145                 cpus++;
1146         }
1147
1148         /*
1149          * If we raced with hotplug and there are no CPUs left in our mask
1150          * the @ns structure is NULL'ed and task_numa_compare() will
1151          * not find this node attractive.
1152          *
1153          * We'll either bail at !has_free_capacity, or we'll detect a huge
1154          * imbalance and bail there.
1155          */
1156         if (!cpus)
1157                 return;
1158
1159         /* smt := ceil(cpus / capacity), assumes: 1 < smt_power < 2 */
1160         smt = DIV_ROUND_UP(SCHED_CAPACITY_SCALE * cpus, ns->compute_capacity);
1161         capacity = cpus / smt; /* cores */
1162
1163         ns->task_capacity = min_t(unsigned, capacity,
1164                 DIV_ROUND_CLOSEST(ns->compute_capacity, SCHED_CAPACITY_SCALE));
1165         ns->has_free_capacity = (ns->nr_running < ns->task_capacity);
1166 }
1167
1168 struct task_numa_env {
1169         struct task_struct *p;
1170
1171         int src_cpu, src_nid;
1172         int dst_cpu, dst_nid;
1173
1174         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1175
1176         int imbalance_pct;
1177         int dist;
1178
1179         struct task_struct *best_task;
1180         long best_imp;
1181         int best_cpu;
1182 };
1183
1184 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1185                              struct task_struct *p, long imp)
1186 {
1187         if (env->best_task)
1188                 put_task_struct(env->best_task);
1189         if (p)
1190                 get_task_struct(p);
1191
1192         env->best_task = p;
1193         env->best_imp = imp;
1194         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1195 }
1196
1197 static bool load_too_imbalanced(long src_load, long dst_load,
1198                                 struct task_numa_env *env)
1199 {
1200         long imb, old_imb;
1201         long orig_src_load, orig_dst_load;
1202         long src_capacity, dst_capacity;
1203
1204         /*
1205          * The load is corrected for the CPU capacity available on each node.
1206          *
1207          * src_load        dst_load
1208          * ------------ vs ---------
1209          * src_capacity    dst_capacity
1210          */
1211         src_capacity = env->src_stats.compute_capacity;
1212         dst_capacity = env->dst_stats.compute_capacity;
1213
1214         /* We care about the slope of the imbalance, not the direction. */
1215         if (dst_load < src_load)
1216                 swap(dst_load, src_load);
1217
1218         /* Is the difference below the threshold? */
1219         imb = dst_load * src_capacity * 100 -
1220               src_load * dst_capacity * env->imbalance_pct;
1221         if (imb <= 0)
1222                 return false;
1223
1224         /*
1225          * The imbalance is above the allowed threshold.
1226          * Compare it with the old imbalance.
1227          */
1228         orig_src_load = env->src_stats.load;
1229         orig_dst_load = env->dst_stats.load;
1230
1231         if (orig_dst_load < orig_src_load)
1232                 swap(orig_dst_load, orig_src_load);
1233
1234         old_imb = orig_dst_load * src_capacity * 100 -
1235                   orig_src_load * dst_capacity * env->imbalance_pct;
1236
1237         /* Would this change make things worse? */
1238         return (imb > old_imb);
1239 }
1240
1241 /*
1242  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1243  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1244  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1245  * be exchanged with the source task
1246  */
1247 static void task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1248                               long taskimp, long groupimp)
1249 {
1250         struct rq *src_rq = cpu_rq(env->src_cpu);
1251         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1252         struct task_struct *cur;
1253         long src_load, dst_load;
1254         long load;
1255         long imp = env->p->numa_group ? groupimp : taskimp;
1256         long moveimp = imp;
1257         int dist = env->dist;
1258
1259         rcu_read_lock();
1260
1261         raw_spin_lock_irq(&dst_rq->lock);
1262         cur = dst_rq->curr;
1263         /*
1264          * No need to move the exiting task, and this ensures that ->curr
1265          * wasn't reaped and thus get_task_struct() in task_numa_assign()
1266          * is safe under RCU read lock.
1267          * Note that rcu_read_lock() itself can't protect from the final
1268          * put_task_struct() after the last schedule().
1269          */
1270         if ((cur->flags & PF_EXITING) || is_idle_task(cur))
1271                 cur = NULL;
1272         raw_spin_unlock_irq(&dst_rq->lock);
1273
1274         /*
1275          * Because we have preemption enabled we can get migrated around and
1276          * end try selecting ourselves (current == env->p) as a swap candidate.
1277          */
1278         if (cur == env->p)
1279                 goto unlock;
1280
1281         /*
1282          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1283          * source and destination node. Calculate the total differential for
1284          * the source task and potential destination task. The more negative
1285          * the value is, the more rmeote accesses that would be expected to
1286          * be incurred if the tasks were swapped.
1287          */
1288         if (cur) {
1289                 /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu */
1290                 if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, tsk_cpus_allowed(cur)))
1291                         goto unlock;
1292
1293                 /*
1294                  * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1295                  * in any group then look only at task weights.
1296                  */
1297                 if (cur->numa_group == env->p->numa_group) {
1298                         imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1299                               task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1300                         /*
1301                          * Add some hysteresis to prevent swapping the
1302                          * tasks within a group over tiny differences.
1303                          */
1304                         if (cur->numa_group)
1305                                 imp -= imp/16;
1306                 } else {
1307                         /*
1308                          * Compare the group weights. If a task is all by
1309                          * itself (not part of a group), use the task weight
1310                          * instead.
1311                          */
1312                         if (cur->numa_group)
1313                                 imp += group_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1314                                        group_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1315                         else
1316                                 imp += task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1317                                        task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1318                 }
1319         }
1320
1321         if (imp <= env->best_imp && moveimp <= env->best_imp)
1322                 goto unlock;
1323
1324         if (!cur) {
1325                 /* Is there capacity at our destination? */
1326                 if (env->src_stats.nr_running <= env->src_stats.task_capacity &&
1327                     !env->dst_stats.has_free_capacity)
1328                         goto unlock;
1329
1330                 goto balance;
1331         }
1332
1333         /* Balance doesn't matter much if we're running a task per cpu */
1334         if (imp > env->best_imp && src_rq->nr_running == 1 &&
1335                         dst_rq->nr_running == 1)
1336                 goto assign;
1337
1338         /*
1339          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1340          */
1341 balance:
1342         load = task_h_load(env->p);
1343         dst_load = env->dst_stats.load + load;
1344         src_load = env->src_stats.load - load;
1345
1346         if (moveimp > imp && moveimp > env->best_imp) {
1347                 /*
1348                  * If the improvement from just moving env->p direction is
1349                  * better than swapping tasks around, check if a move is
1350                  * possible. Store a slightly smaller score than moveimp,
1351                  * so an actually idle CPU will win.
1352                  */
1353                 if (!load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env)) {
1354                         imp = moveimp - 1;
1355                         cur = NULL;
1356                         goto assign;
1357                 }
1358         }
1359
1360         if (imp <= env->best_imp)
1361                 goto unlock;
1362
1363         if (cur) {
1364                 load = task_h_load(cur);
1365                 dst_load -= load;
1366                 src_load += load;
1367         }
1368
1369         if (load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env))
1370                 goto unlock;
1371
1372         /*
1373          * One idle CPU per node is evaluated for a task numa move.
1374          * Call select_idle_sibling to maybe find a better one.
1375          */
1376         if (!cur)
1377                 env->dst_cpu = select_idle_sibling(env->p, env->dst_cpu);
1378
1379 assign:
1380         task_numa_assign(env, cur, imp);
1381 unlock:
1382         rcu_read_unlock();
1383 }
1384
1385 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1386                                 long taskimp, long groupimp)
1387 {
1388         int cpu;
1389
1390         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1391                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1392                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(env->p)))
1393                         continue;
1394
1395                 env->dst_cpu = cpu;
1396                 task_numa_compare(env, taskimp, groupimp);
1397         }
1398 }
1399
1400 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1401 {
1402         struct task_numa_env env = {
1403                 .p = p,
1404
1405                 .src_cpu = task_cpu(p),
1406                 .src_nid = task_node(p),
1407
1408                 .imbalance_pct = 112,
1409
1410                 .best_task = NULL,
1411                 .best_imp = 0,
1412                 .best_cpu = -1
1413         };
1414         struct sched_domain *sd;
1415         unsigned long taskweight, groupweight;
1416         int nid, ret, dist;
1417         long taskimp, groupimp;
1418
1419         /*
1420          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1421          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1422          *
1423          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1424          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1425          * to satisfy here.
1426          */
1427         rcu_read_lock();
1428         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1429         if (sd)
1430                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1431         rcu_read_unlock();
1432
1433         /*
1434          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
1435          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
1436          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
1437          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
1438          */
1439         if (unlikely(!sd)) {
1440                 p->numa_preferred_nid = task_node(p);
1441                 return -EINVAL;
1442         }
1443
1444         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
1445         dist = env.dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1446         taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1447         groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1448         update_numa_stats(&env.src_stats, env.src_nid);
1449         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid, dist) - taskweight;
1450         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid, dist) - groupweight;
1451         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1452
1453         /* Try to find a spot on the preferred nid. */
1454         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1455
1456         /*
1457          * Look at other nodes in these cases:
1458          * - there is no space available on the preferred_nid
1459          * - the task is part of a numa_group that is interleaved across
1460          *   multiple NUMA nodes; in order to better consolidate the group,
1461          *   we need to check other locations.
1462          */
1463         if (env.best_cpu == -1 || (p->numa_group &&
1464                         nodes_weight(p->numa_group->active_nodes) > 1)) {
1465                 for_each_online_node(nid) {
1466                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
1467                                 continue;
1468
1469                         dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1470                         if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1471                                                 dist != env.dist) {
1472                                 taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1473                                 groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1474                         }
1475
1476                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
1477                         taskimp = task_weight(p, nid, dist) - taskweight;
1478                         groupimp = group_weight(p, nid, dist) - groupweight;
1479                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
1480                                 continue;
1481
1482                         env.dist = dist;
1483                         env.dst_nid = nid;
1484                         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1485                         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1486                 }
1487         }
1488
1489         /*
1490          * If the task is part of a workload that spans multiple NUMA nodes,
1491          * and is migrating into one of the workload's active nodes, remember
1492          * this node as the task's preferred numa node, so the workload can
1493          * settle down.
1494          * A task that migrated to a second choice node will be better off
1495          * trying for a better one later. Do not set the preferred node here.
1496          */
1497         if (p->numa_group) {
1498                 if (env.best_cpu == -1)
1499                         nid = env.src_nid;
1500                 else
1501                         nid = env.dst_nid;
1502
1503                 if (node_isset(nid, p->numa_group->active_nodes))
1504                         sched_setnuma(p, env.dst_nid);
1505         }
1506
1507         /* No better CPU than the current one was found. */
1508         if (env.best_cpu == -1)
1509                 return -EAGAIN;
1510
1511         /*
1512          * Reset the scan period if the task is being rescheduled on an
1513          * alternative node to recheck if the tasks is now properly placed.
1514          */
1515         p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1516
1517         if (env.best_task == NULL) {
1518                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
1519                 if (ret != 0)
1520                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_cpu);
1521                 return ret;
1522         }
1523
1524         ret = migrate_swap(p, env.best_task);
1525         if (ret != 0)
1526                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, task_cpu(env.best_task));
1527         put_task_struct(env.best_task);
1528         return ret;
1529 }
1530
1531 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
1532 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
1533 {
1534         unsigned long interval = HZ;
1535
1536         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
1537         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == -1 || !p->numa_faults))
1538                 return;
1539
1540         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
1541         interval = min(interval, msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period) / 16);
1542         p->numa_migrate_retry = jiffies + interval;
1543
1544         /* Success if task is already running on preferred CPU */
1545         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
1546                 return;
1547
1548         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
1549         task_numa_migrate(p);
1550 }
1551
1552 /*
1553  * Find the nodes on which the workload is actively running. We do this by
1554  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
1555  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
1556  * located.
1557  *
1558  * The bitmask is used to make smarter decisions on when to do NUMA page
1559  * migrations, To prevent flip-flopping, and excessive page migrations, nodes
1560  * are added when they cause over 6/16 of the maximum number of faults, but
1561  * only removed when they drop below 3/16.
1562  */
1563 static void update_numa_active_node_mask(struct numa_group *numa_group)
1564 {
1565         unsigned long faults, max_faults = 0;
1566         int nid;
1567
1568         for_each_online_node(nid) {
1569                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1570                 if (faults > max_faults)
1571                         max_faults = faults;
1572         }
1573
1574         for_each_online_node(nid) {
1575                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1576                 if (!node_isset(nid, numa_group->active_nodes)) {
1577                         if (faults > max_faults * 6 / 16)
1578                                 node_set(nid, numa_group->active_nodes);
1579                 } else if (faults < max_faults * 3 / 16)
1580                         node_clear(nid, numa_group->active_nodes);
1581         }
1582 }
1583
1584 /*
1585  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
1586  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
1587  * period will be for the next scan window. If local/(local+remote) ratio is
1588  * below NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS)
1589  * the scan period will decrease. Aim for 70% local accesses.
1590  */
1591 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
1592 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 7
1593
1594 /*
1595  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
1596  * our memory is already on our local node, or if the majority of
1597  * the page accesses are shared with other processes.
1598  * Otherwise, decrease the scan period.
1599  */
1600 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
1601                         unsigned long shared, unsigned long private)
1602 {
1603         unsigned int period_slot;
1604         int ratio;
1605         int diff;
1606
1607         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
1608         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
1609
1610         /*
1611          * If there were no record hinting faults then either the task is
1612          * completely idle or all activity is areas that are not of interest
1613          * to automatic numa balancing. Scan slower
1614          */
1615         if (local + shared == 0) {
1616                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1617                         p->numa_scan_period << 1);
1618
1619                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
1620                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1621
1622                 return;
1623         }
1624
1625         /*
1626          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
1627          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
1628          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
1629          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
1630          */
1631         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
1632         ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
1633         if (ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
1634                 int slot = ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
1635                 if (!slot)
1636                         slot = 1;
1637                 diff = slot * period_slot;
1638         } else {
1639                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
1640
1641                 /*
1642                  * Scale scan rate increases based on sharing. There is an
1643                  * inverse relationship between the degree of sharing and
1644                  * the adjustment made to the scanning period. Broadly
1645                  * speaking the intent is that there is little point
1646                  * scanning faster if shared accesses dominate as it may
1647                  * simply bounce migrations uselessly
1648                  */
1649                 ratio = DIV_ROUND_UP(private * NUMA_PERIOD_SLOTS, (private + shared + 1));
1650                 diff = (diff * ratio) / NUMA_PERIOD_SLOTS;
1651         }
1652
1653         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
1654                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
1655         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
1656 }
1657
1658 /*
1659  * Get the fraction of time the task has been running since the last
1660  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
1661  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
1662  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
1663  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
1664  */
1665 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
1666 {
1667         u64 runtime, delta, now;
1668         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
1669         now = p->se.exec_start;
1670         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1671
1672         if (p->last_task_numa_placement) {
1673                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
1674                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
1675         } else {
1676                 delta = p->se.avg.runnable_avg_sum;
1677                 *period = p->se.avg.runnable_avg_period;
1678         }
1679
1680         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
1681         p->last_task_numa_placement = now;
1682
1683         return delta;
1684 }
1685
1686 /*
1687  * Determine the preferred nid for a task in a numa_group. This needs to
1688  * be done in a way that produces consistent results with group_weight,
1689  * otherwise workloads might not converge.
1690  */
1691 static int preferred_group_nid(struct task_struct *p, int nid)
1692 {
1693         nodemask_t nodes;
1694         int dist;
1695
1696         /* Direct connections between all NUMA nodes. */
1697         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
1698                 return nid;
1699
1700         /*
1701          * On a system with glueless mesh NUMA topology, group_weight
1702          * scores nodes according to the number of NUMA hinting faults on
1703          * both the node itself, and on nearby nodes.
1704          */
1705         if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1706                 unsigned long score, max_score = 0;
1707                 int node, max_node = nid;
1708
1709                 dist = sched_max_numa_distance;
1710
1711                 for_each_online_node(node) {
1712                         score = group_weight(p, node, dist);
1713                         if (score > max_score) {
1714                                 max_score = score;
1715                                 max_node = node;
1716                         }
1717                 }
1718                 return max_node;
1719         }
1720
1721         /*
1722          * Finding the preferred nid in a system with NUMA backplane
1723          * interconnect topology is more involved. The goal is to locate
1724          * tasks from numa_groups near each other in the system, and
1725          * untangle workloads from different sides of the system. This requires
1726          * searching down the hierarchy of node groups, recursively searching
1727          * inside the highest scoring group of nodes. The nodemask tricks
1728          * keep the complexity of the search down.
1729          */
1730         nodes = node_online_map;
1731         for (dist = sched_max_numa_distance; dist > LOCAL_DISTANCE; dist--) {
1732                 unsigned long max_faults = 0;
1733                 nodemask_t max_group;
1734                 int a, b;
1735
1736                 /* Are there nodes at this distance from each other? */
1737                 if (!find_numa_distance(dist))
1738                         continue;
1739
1740                 for_each_node_mask(a, nodes) {
1741                         unsigned long faults = 0;
1742                         nodemask_t this_group;
1743                         nodes_clear(this_group);
1744
1745                         /* Sum group's NUMA faults; includes a==b case. */
1746                         for_each_node_mask(b, nodes) {
1747                                 if (node_distance(a, b) < dist) {
1748                                         faults += group_faults(p, b);
1749                                         node_set(b, this_group);
1750                                         node_clear(b, nodes);
1751                                 }
1752                         }
1753
1754                         /* Remember the top group. */
1755                         if (faults > max_faults) {
1756                                 max_faults = faults;
1757                                 max_group = this_group;
1758                                 /*
1759                                  * subtle: at the smallest distance there is
1760                                  * just one node left in each "group", the
1761                                  * winner is the preferred nid.
1762                                  */
1763                                 nid = a;
1764                         }
1765                 }
1766                 /* Next round, evaluate the nodes within max_group. */
1767                 nodes = max_group;
1768         }
1769         return nid;
1770 }
1771
1772 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
1773 {
1774         int seq, nid, max_nid = -1, max_group_nid = -1;
1775         unsigned long max_faults = 0, max_group_faults = 0;
1776         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
1777         unsigned long total_faults;
1778         u64 runtime, period;
1779         spinlock_t *group_lock = NULL;
1780
1781         seq = ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
1782         if (p->numa_scan_seq == seq)
1783                 return;
1784         p->numa_scan_seq = seq;
1785         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1786
1787         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
1788                        p->numa_faults_locality[1];
1789         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
1790
1791         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
1792         if (p->numa_group) {
1793                 group_lock = &p->numa_group->lock;
1794                 spin_lock_irq(group_lock);
1795         }
1796
1797         /* Find the node with the highest number of faults */
1798         for_each_online_node(nid) {
1799                 /* Keep track of the offsets in numa_faults array */
1800                 int mem_idx, membuf_idx, cpu_idx, cpubuf_idx;
1801                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
1802                 int priv;
1803
1804                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
1805                         long diff, f_diff, f_weight;
1806
1807                         mem_idx = task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, priv);
1808                         membuf_idx = task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, nid, priv);
1809                         cpu_idx = task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, priv);
1810                         cpubuf_idx = task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, nid, priv);
1811
1812                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
1813                         diff = p->numa_faults[membuf_idx] - p->numa_faults[mem_idx] / 2;
1814                         fault_types[priv] += p->numa_faults[membuf_idx];
1815                         p->numa_faults[membuf_idx] = 0;
1816
1817                         /*
1818                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
1819                          * count according to CPU use, instead of by the raw
1820                          * number of faults. Tasks with little runtime have
1821                          * little over-all impact on throughput, and thus their
1822                          * faults are less important.
1823                          */
1824                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
1825                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults[cpubuf_idx]) /
1826                                    (total_faults + 1);
1827                         f_diff = f_weight - p->numa_faults[cpu_idx] / 2;
1828                         p->numa_faults[cpubuf_idx] = 0;
1829
1830                         p->numa_faults[mem_idx] += diff;
1831                         p->numa_faults[cpu_idx] += f_diff;
1832                         faults += p->numa_faults[mem_idx];
1833                         p->total_numa_faults += diff;
1834                         if (p->numa_group) {
1835                                 /*
1836                                  * safe because we can only change our own group
1837                                  *
1838                                  * mem_idx represents the offset for a given
1839                                  * nid and priv in a specific region because it
1840                                  * is at the beginning of the numa_faults array.
1841                                  */
1842                                 p->numa_group->faults[mem_idx] += diff;
1843                                 p->numa_group->faults_cpu[mem_idx] += f_diff;
1844                                 p->numa_group->total_faults += diff;
1845                                 group_faults += p->numa_group->faults[mem_idx];
1846                         }
1847                 }
1848
1849                 if (faults > max_faults) {
1850                         max_faults = faults;
1851                         max_nid = nid;
1852                 }
1853
1854                 if (group_faults > max_group_faults) {
1855                         max_group_faults = group_faults;
1856                         max_group_nid = nid;
1857                 }
1858         }
1859
1860         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
1861
1862         if (p->numa_group) {
1863                 update_numa_active_node_mask(p->numa_group);
1864                 spin_unlock_irq(group_lock);
1865                 max_nid = preferred_group_nid(p, max_group_nid);
1866         }
1867
1868         if (max_faults) {
1869                 /* Set the new preferred node */
1870                 if (max_nid != p->numa_preferred_nid)
1871                         sched_setnuma(p, max_nid);
1872
1873                 if (task_node(p) != p->numa_preferred_nid)
1874                         numa_migrate_preferred(p);
1875         }
1876 }
1877
1878 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
1879 {
1880         return atomic_inc_not_zero(&grp->refcount);
1881 }
1882
1883 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
1884 {
1885         if (atomic_dec_and_test(&grp->refcount))
1886                 kfree_rcu(grp, rcu);
1887 }
1888
1889 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
1890                         int *priv)
1891 {
1892         struct numa_group *grp, *my_grp;
1893         struct task_struct *tsk;
1894         bool join = false;
1895         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
1896         int i;
1897
1898         if (unlikely(!p->numa_group)) {
1899                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
1900                                     4*nr_node_ids*sizeof(unsigned long);
1901
1902                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
1903                 if (!grp)
1904                         return;
1905
1906                 atomic_set(&grp->refcount, 1);
1907                 spin_lock_init(&grp->lock);
1908                 grp->gid = p->pid;
1909                 /* Second half of the array tracks nids where faults happen */
1910                 grp->faults_cpu = grp->faults + NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES *
1911                                                 nr_node_ids;
1912
1913                 node_set(task_node(current), grp->active_nodes);
1914
1915                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
1916                         grp->faults[i] = p->numa_faults[i];
1917
1918                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
1919
1920                 grp->nr_tasks++;
1921                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1922         }
1923
1924         rcu_read_lock();
1925         tsk = ACCESS_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
1926
1927         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
1928                 goto no_join;
1929
1930         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
1931         if (!grp)
1932                 goto no_join;
1933
1934         my_grp = p->numa_group;
1935         if (grp == my_grp)
1936                 goto no_join;
1937
1938         /*
1939          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
1940          * the other task will join us.
1941          */
1942         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
1943                 goto no_join;
1944
1945         /*
1946          * Tie-break on the grp address.
1947          */
1948         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
1949                 goto no_join;
1950
1951         /* Always join threads in the same process. */
1952         if (tsk->mm == current->mm)
1953                 join = true;
1954
1955         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
1956         if (flags & TNF_SHARED)
1957                 join = true;
1958
1959         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
1960         *priv = !join;
1961
1962         if (join && !get_numa_group(grp))
1963                 goto no_join;
1964
1965         rcu_read_unlock();
1966
1967         if (!join)
1968                 return;
1969
1970         BUG_ON(irqs_disabled());
1971         double_lock_irq(&my_grp->lock, &grp->lock);
1972
1973         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
1974                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
1975                 grp->faults[i] += p->numa_faults[i];
1976         }
1977         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
1978         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
1979
1980         my_grp->nr_tasks--;
1981         grp->nr_tasks++;
1982
1983         spin_unlock(&my_grp->lock);
1984         spin_unlock_irq(&grp->lock);
1985
1986         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1987
1988         put_numa_group(my_grp);
1989         return;
1990
1991 no_join:
1992         rcu_read_unlock();
1993         return;
1994 }
1995
1996 void task_numa_free(struct task_struct *p)
1997 {
1998         struct numa_group *grp = p->numa_group;
1999         void *numa_faults = p->numa_faults;
2000         unsigned long flags;
2001         int i;
2002
2003         if (grp) {
2004                 spin_lock_irqsave(&grp->lock, flags);
2005                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2006                         grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2007                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2008
2009                 grp->nr_tasks--;
2010                 spin_unlock_irqrestore(&grp->lock, flags);
2011                 RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2012                 put_numa_group(grp);
2013         }
2014
2015         p->numa_faults = NULL;
2016         kfree(numa_faults);
2017 }
2018
2019 /*
2020  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
2021  */
2022 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
2023 {
2024         struct task_struct *p = current;
2025         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
2026         int cpu_node = task_node(current);
2027         int local = !!(flags & TNF_FAULT_LOCAL);
2028         int priv;
2029
2030         if (!numabalancing_enabled)
2031                 return;
2032
2033         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
2034         if (!p->mm)
2035                 return;
2036
2037         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
2038         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
2039                 int size = sizeof(*p->numa_faults) *
2040                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
2041
2042                 p->numa_faults = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
2043                 if (!p->numa_faults)
2044                         return;
2045
2046                 p->total_numa_faults = 0;
2047                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2048         }
2049
2050         /*
2051          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
2052          * to be private if the accessing pid has not changed
2053          */
2054         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
2055                 priv = 1;
2056         } else {
2057                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
2058                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
2059                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
2060         }
2061
2062         /*
2063          * If a workload spans multiple NUMA nodes, a shared fault that
2064          * occurs wholly within the set of nodes that the workload is
2065          * actively using should be counted as local. This allows the
2066          * scan rate to slow down when a workload has settled down.
2067          */
2068         if (!priv && !local && p->numa_group &&
2069                         node_isset(cpu_node, p->numa_group->active_nodes) &&
2070                         node_isset(mem_node, p->numa_group->active_nodes))
2071                 local = 1;
2072
2073         task_numa_placement(p);
2074
2075         /*
2076          * Retry task to preferred node migration periodically, in case it
2077          * case it previously failed, or the scheduler moved us.
2078          */
2079         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry))
2080                 numa_migrate_preferred(p);
2081
2082         if (migrated)
2083                 p->numa_pages_migrated += pages;
2084
2085         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, mem_node, priv)] += pages;
2086         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, cpu_node, priv)] += pages;
2087         p->numa_faults_locality[local] += pages;
2088 }
2089
2090 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
2091 {
2092         ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq)++;
2093         p->mm->numa_scan_offset = 0;
2094 }
2095
2096 /*
2097  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
2098  * Triggered from task_tick_numa().
2099  */
2100 void task_numa_work(struct callback_head *work)
2101 {
2102         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
2103         struct task_struct *p = current;
2104         struct mm_struct *mm = p->mm;
2105         struct vm_area_struct *vma;
2106         unsigned long start, end;
2107         unsigned long nr_pte_updates = 0;
2108         long pages;
2109
2110         WARN_ON_ONCE(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
2111
2112         work->next = work; /* protect against double add */
2113         /*
2114          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
2115          *
2116          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
2117          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
2118          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
2119          * work.
2120          */
2121         if (p->flags & PF_EXITING)
2122                 return;
2123
2124         if (!mm->numa_next_scan) {
2125                 mm->numa_next_scan = now +
2126                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2127         }
2128
2129         /*
2130          * Enforce maximal scan/migration frequency..
2131          */
2132         migrate = mm->numa_next_scan;
2133         if (time_before(now, migrate))
2134                 return;
2135
2136         if (p->numa_scan_period == 0) {
2137                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2138                 p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
2139         }
2140
2141         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2142         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
2143                 return;
2144
2145         /*
2146          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
2147          * the next time around.
2148          */
2149         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
2150
2151         start = mm->numa_scan_offset;
2152         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
2153         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
2154         if (!pages)
2155                 return;
2156
2157         down_read(&mm->mmap_sem);
2158         vma = find_vma(mm, start);
2159         if (!vma) {
2160                 reset_ptenuma_scan(p);
2161                 start = 0;
2162                 vma = mm->mmap;
2163         }
2164         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
2165                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(vma))
2166                         continue;
2167
2168                 /*
2169                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
2170                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
2171                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
2172                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
2173                  */
2174                 if (!vma->vm_mm ||
2175                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
2176                         continue;
2177
2178                 /*
2179                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
2180                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
2181                  */
2182                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
2183                         continue;
2184
2185                 do {
2186                         start = max(start, vma->vm_start);
2187                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
2188                         end = min(end, vma->vm_end);
2189                         nr_pte_updates += change_prot_numa(vma, start, end);
2190
2191                         /*
2192                          * Scan sysctl_numa_balancing_scan_size but ensure that
2193                          * at least one PTE is updated so that unused virtual
2194                          * address space is quickly skipped.
2195                          */
2196                         if (nr_pte_updates)
2197                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2198
2199                         start = end;
2200                         if (pages <= 0)
2201                                 goto out;
2202
2203                         cond_resched();
2204                 } while (end != vma->vm_end);
2205         }
2206
2207 out:
2208         /*
2209          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
2210          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
2211          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
2212          * scanner to the start so check it now.
2213          */
2214         if (vma)
2215                 mm->numa_scan_offset = start;
2216         else
2217                 reset_ptenuma_scan(p);
2218         up_read(&mm->mmap_sem);
2219 }
2220
2221 /*
2222  * Drive the periodic memory faults..
2223  */
2224 void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2225 {
2226         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
2227         u64 period, now;
2228
2229         /*
2230          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
2231          */
2232         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
2233                 return;
2234
2235         /*
2236          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
2237          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
2238          * task needs to have done some actual work before we bother with
2239          * NUMA placement.
2240          */
2241         now = curr->se.sum_exec_runtime;
2242         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
2243
2244         if (now - curr->node_stamp > period) {
2245                 if (!curr->node_stamp)
2246                         curr->numa_scan_period = task_scan_min(curr);
2247                 curr->node_stamp += period;
2248
2249                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
2250                         init_task_work(work, task_numa_work); /* TODO: move this into sched_fork() */
2251                         task_work_add(curr, work, true);
2252                 }
2253         }
2254 }
2255 #else
2256 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2257 {
2258 }
2259
2260 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2261 {
2262 }
2263
2264 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2265 {
2266 }
2267 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2268
2269 static void
2270 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2271 {
2272         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2273         if (!parent_entity(se))
2274                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2275 #ifdef CONFIG_SMP
2276         if (entity_is_task(se)) {
2277                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2278
2279                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
2280                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
2281         }
2282 #endif
2283         cfs_rq->nr_running++;
2284 }
2285
2286 static void
2287 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2288 {
2289         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2290         if (!parent_entity(se))
2291                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2292         if (entity_is_task(se)) {
2293                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
2294                 list_del_init(&se->group_node);
2295         }
2296         cfs_rq->nr_running--;
2297 }
2298
2299 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2300 # ifdef CONFIG_SMP
2301 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
2302 {
2303         long tg_weight;
2304
2305         /*
2306          * Use this CPU's actual weight instead of the last load_contribution
2307          * to gain a more accurate current total weight. See
2308          * update_cfs_rq_load_contribution().
2309          */
2310         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
2311         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_contrib;
2312         tg_weight += cfs_rq->load.weight;
2313
2314         return tg_weight;
2315 }
2316
2317 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2318 {
2319         long tg_weight, load, shares;
2320
2321         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
2322         load = cfs_rq->load.weight;
2323
2324         shares = (tg->shares * load);
2325         if (tg_weight)
2326                 shares /= tg_weight;
2327
2328         if (shares < MIN_SHARES)
2329                 shares = MIN_SHARES;
2330         if (shares > tg->shares)
2331                 shares = tg->shares;
2332
2333         return shares;
2334 }
2335 # else /* CONFIG_SMP */
2336 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2337 {
2338         return tg->shares;
2339 }
2340 # endif /* CONFIG_SMP */
2341 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
2342                             unsigned long weight)
2343 {
2344         if (se->on_rq) {
2345                 /* commit outstanding execution time */
2346                 if (cfs_rq->curr == se)
2347                         update_curr(cfs_rq);
2348                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2349         }
2350
2351         update_load_set(&se->load, weight);
2352
2353         if (se->on_rq)
2354                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2355 }
2356
2357 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
2358
2359 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2360 {
2361         struct task_group *tg;
2362         struct sched_entity *se;
2363         long shares;
2364
2365         tg = cfs_rq->tg;
2366         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
2367         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
2368                 return;
2369 #ifndef CONFIG_SMP
2370         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
2371                 return;
2372 #endif
2373         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
2374
2375         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
2376 }
2377 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2378 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2379 {
2380 }
2381 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2382
2383 #ifdef CONFIG_SMP
2384 /*
2385  * We choose a half-life close to 1 scheduling period.
2386  * Note: The tables below are dependent on this value.
2387  */
2388 #define LOAD_AVG_PERIOD 32
2389 #define LOAD_AVG_MAX 47742 /* maximum possible load avg */
2390 #define LOAD_AVG_MAX_N 345 /* number of full periods to produce LOAD_MAX_AVG */
2391
2392 /* Precomputed fixed inverse multiplies for multiplication by y^n */
2393 static const u32 runnable_avg_yN_inv[] = {
2394         0xffffffff, 0xfa83b2da, 0xf5257d14, 0xefe4b99a, 0xeac0c6e6, 0xe5b906e6,
2395         0xe0ccdeeb, 0xdbfbb796, 0xd744fcc9, 0xd2a81d91, 0xce248c14, 0xc9b9bd85,
2396         0xc5672a10, 0xc12c4cc9, 0xbd08a39e, 0xb8fbaf46, 0xb504f333, 0xb123f581,
2397         0xad583ee9, 0xa9a15ab4, 0xa5fed6a9, 0xa2704302, 0x9ef5325f, 0x9b8d39b9,
2398         0x9837f050, 0x94f4efa8, 0x91c3d373, 0x8ea4398a, 0x8b95c1e3, 0x88980e80,
2399         0x85aac367, 0x82cd8698,
2400 };
2401
2402 /*
2403  * Precomputed \Sum y^k { 1<=k<=n }.  These are floor(true_value) to prevent
2404  * over-estimates when re-combining.
2405  */
2406 static const u32 runnable_avg_yN_sum[] = {
2407             0, 1002, 1982, 2941, 3880, 4798, 5697, 6576, 7437, 8279, 9103,
2408          9909,10698,11470,12226,12966,13690,14398,15091,15769,16433,17082,
2409         17718,18340,18949,19545,20128,20698,21256,21802,22336,22859,23371,
2410 };
2411
2412 /*
2413  * Approximate:
2414  *   val * y^n,    where y^32 ~= 0.5 (~1 scheduling period)
2415  */
2416 static __always_inline u64 decay_load(u64 val, u64 n)
2417 {
2418         unsigned int local_n;
2419
2420         if (!n)
2421                 return val;
2422         else if (unlikely(n > LOAD_AVG_PERIOD * 63))
2423                 return 0;
2424
2425         /* after bounds checking we can collapse to 32-bit */
2426         local_n = n;
2427
2428         /*
2429          * As y^PERIOD = 1/2, we can combine
2430          *    y^n = 1/2^(n/PERIOD) * y^(n%PERIOD)
2431          * With a look-up table which covers y^n (n<PERIOD)
2432          *
2433          * To achieve constant time decay_load.
2434          */
2435         if (unlikely(local_n >= LOAD_AVG_PERIOD)) {
2436                 val >>= local_n / LOAD_AVG_PERIOD;
2437                 local_n %= LOAD_AVG_PERIOD;
2438         }
2439
2440         val *= runnable_avg_yN_inv[local_n];
2441         /* We don't use SRR here since we always want to round down. */
2442         return val >> 32;
2443 }
2444
2445 /*
2446  * For updates fully spanning n periods, the contribution to runnable
2447  * average will be: \Sum 1024*y^n
2448  *
2449  * We can compute this reasonably efficiently by combining:
2450  *   y^PERIOD = 1/2 with precomputed \Sum 1024*y^n {for  n <PERIOD}
2451  */
2452 static u32 __compute_runnable_contrib(u64 n)
2453 {
2454         u32 contrib = 0;
2455
2456         if (likely(n <= LOAD_AVG_PERIOD))
2457                 return runnable_avg_yN_sum[n];
2458         else if (unlikely(n >= LOAD_AVG_MAX_N))
2459                 return LOAD_AVG_MAX;
2460
2461         /* Compute \Sum k^n combining precomputed values for k^i, \Sum k^j */
2462         do {
2463                 contrib /= 2; /* y^LOAD_AVG_PERIOD = 1/2 */
2464                 contrib += runnable_avg_yN_sum[LOAD_AVG_PERIOD];
2465
2466                 n -= LOAD_AVG_PERIOD;
2467         } while (n > LOAD_AVG_PERIOD);
2468
2469         contrib = decay_load(contrib, n);
2470         return contrib + runnable_avg_yN_sum[n];
2471 }
2472
2473 /*
2474  * We can represent the historical contribution to runnable average as the
2475  * coefficients of a geometric series.  To do this we sub-divide our runnable
2476  * history into segments of approximately 1ms (1024us); label the segment that
2477  * occurred N-ms ago p_N, with p_0 corresponding to the current period, e.g.
2478  *
2479  * [<- 1024us ->|<- 1024us ->|<- 1024us ->| ...
2480  *      p0            p1           p2
2481  *     (now)       (~1ms ago)  (~2ms ago)
2482  *
2483  * Let u_i denote the fraction of p_i that the entity was runnable.
2484  *
2485  * We then designate the fractions u_i as our co-efficients, yielding the
2486  * following representation of historical load:
2487  *   u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + u_3*y^3 + ...
2488  *
2489  * We choose y based on the with of a reasonably scheduling period, fixing:
2490  *   y^32 = 0.5
2491  *
2492  * This means that the contribution to load ~32ms ago (u_32) will be weighted
2493  * approximately half as much as the contribution to load within the last ms
2494  * (u_0).
2495  *
2496  * When a period "rolls over" and we have new u_0`, multiplying the previous
2497  * sum again by y is sufficient to update:
2498  *   load_avg = u_0` + y*(u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... )
2499  *            = u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... [re-labeling u_i --> u_{i+1}]
2500  */
2501 static __always_inline int __update_entity_runnable_avg(u64 now,
2502                                                         struct sched_avg *sa,
2503                                                         int runnable)
2504 {
2505         u64 delta, periods;
2506         u32 runnable_contrib;
2507         int delta_w, decayed = 0;
2508
2509         delta = now - sa->last_runnable_update;
2510         /*
2511          * This should only happen when time goes backwards, which it
2512          * unfortunately does during sched clock init when we swap over to TSC.
2513          */
2514         if ((s64)delta < 0) {
2515                 sa->last_runnable_update = now;
2516                 return 0;
2517         }
2518
2519         /*
2520          * Use 1024ns as the unit of measurement since it's a reasonable
2521          * approximation of 1us and fast to compute.
2522          */
2523         delta >>= 10;
2524         if (!delta)
2525                 return 0;
2526         sa->last_runnable_update = now;
2527
2528         /* delta_w is the amount already accumulated against our next period */
2529         delta_w = sa->runnable_avg_period % 1024;
2530         if (delta + delta_w >= 1024) {
2531                 /* period roll-over */
2532                 decayed = 1;
2533
2534                 /*
2535                  * Now that we know we're crossing a period boundary, figure
2536                  * out how much from delta we need to complete the current
2537                  * period and accrue it.
2538                  */
2539                 delta_w = 1024 - delta_w;
2540                 if (runnable)
2541                         sa->runnable_avg_sum += delta_w;
2542                 sa->runnable_avg_period += delta_w;
2543
2544                 delta -= delta_w;
2545
2546                 /* Figure out how many additional periods this update spans */
2547                 periods = delta / 1024;
2548                 delta %= 1024;
2549
2550                 sa->runnable_avg_sum = decay_load(sa->runnable_avg_sum,
2551                                                   periods + 1);
2552                 sa->runnable_avg_period = decay_load(sa->runnable_avg_period,
2553                                                      periods + 1);
2554
2555                 /* Efficiently calculate \sum (1..n_period) 1024*y^i */
2556                 runnable_contrib = __compute_runnable_contrib(periods);
2557                 if (runnable)
2558                         sa->runnable_avg_sum += runnable_contrib;
2559                 sa->runnable_avg_period += runnable_contrib;
2560         }
2561
2562         /* Remainder of delta accrued against u_0` */
2563         if (runnable)
2564                 sa->runnable_avg_sum += delta;
2565         sa->runnable_avg_period += delta;
2566
2567         return decayed;
2568 }
2569
2570 /* Synchronize an entity's decay with its parenting cfs_rq.*/
2571 static inline u64 __synchronize_entity_decay(struct sched_entity *se)
2572 {
2573         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2574         u64 decays = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
2575
2576         decays -= se->avg.decay_count;
2577         if (!decays)
2578                 return 0;
2579
2580         se->avg.load_avg_contrib = decay_load(se->avg.load_avg_contrib, decays);
2581         se->avg.decay_count = 0;
2582
2583         return decays;
2584 }
2585
2586 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2587 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2588                                                  int force_update)
2589 {
2590         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2591         long tg_contrib;
2592
2593         tg_contrib = cfs_rq->runnable_load_avg + cfs_rq->blocked_load_avg;
2594         tg_contrib -= cfs_rq->tg_load_contrib;
2595
2596         if (!tg_contrib)
2597                 return;
2598
2599         if (force_update || abs(tg_contrib) > cfs_rq->tg_load_contrib / 8) {
2600                 atomic_long_add(tg_contrib, &tg->load_avg);
2601                 cfs_rq->tg_load_contrib += tg_contrib;
2602         }
2603 }
2604
2605 /*
2606  * Aggregate cfs_rq runnable averages into an equivalent task_group
2607  * representation for computing load contributions.
2608  */
2609 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
2610                                                   struct cfs_rq *cfs_rq)
2611 {
2612         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2613         long contrib;
2614
2615         /* The fraction of a cpu used by this cfs_rq */
2616         contrib = div_u64((u64)sa->runnable_avg_sum << NICE_0_SHIFT,
2617                           sa->runnable_avg_period + 1);
2618         contrib -= cfs_rq->tg_runnable_contrib;
2619
2620         if (abs(contrib) > cfs_rq->tg_runnable_contrib / 64) {
2621                 atomic_add(contrib, &tg->runnable_avg);
2622                 cfs_rq->tg_runnable_contrib += contrib;
2623         }
2624 }
2625
2626 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se)
2627 {
2628         struct cfs_rq *cfs_rq = group_cfs_rq(se);
2629         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2630         int runnable_avg;
2631
2632         u64 contrib;
2633
2634         contrib = cfs_rq->tg_load_contrib * tg->shares;
2635         se->avg.load_avg_contrib = div_u64(contrib,
2636                                      atomic_long_read(&tg->load_avg) + 1);
2637
2638         /*
2639          * For group entities we need to compute a correction term in the case
2640          * that they are consuming <1 cpu so that we would contribute the same
2641          * load as a task of equal weight.
2642          *
2643          * Explicitly co-ordinating this measurement would be expensive, but
2644          * fortunately the sum of each cpus contribution forms a usable
2645          * lower-bound on the true value.
2646          *
2647          * Consider the aggregate of 2 contributions.  Either they are disjoint
2648          * (and the sum represents true value) or they are disjoint and we are
2649          * understating by the aggregate of their overlap.
2650          *
2651          * Extending this to N cpus, for a given overlap, the maximum amount we
2652          * understand is then n_i(n_i+1)/2 * w_i where n_i is the number of
2653          * cpus that overlap for this interval and w_i is the interval width.
2654          *
2655          * On a small machine; the first term is well-bounded which bounds the
2656          * total error since w_i is a subset of the period.  Whereas on a
2657          * larger machine, while this first term can be larger, if w_i is the
2658          * of consequential size guaranteed to see n_i*w_i quickly converge to
2659          * our upper bound of 1-cpu.
2660          */
2661         runnable_avg = atomic_read(&tg->runnable_avg);
2662         if (runnable_avg < NICE_0_LOAD) {
2663                 se->avg.load_avg_contrib *= runnable_avg;
2664                 se->avg.load_avg_contrib >>= NICE_0_SHIFT;
2665         }
2666 }
2667
2668 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable)
2669 {
2670         __update_entity_runnable_avg(rq_clock_task(rq), &rq->avg, runnable);
2671         __update_tg_runnable_avg(&rq->avg, &rq->cfs);
2672 }
2673 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2674 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2675                                                  int force_update) {}
2676 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
2677                                                   struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2678 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se) {}
2679 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable) {}
2680 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2681
2682 static inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se)
2683 {
2684         u32 contrib;
2685
2686         /* avoid overflowing a 32-bit type w/ SCHED_LOAD_SCALE */
2687         contrib = se->avg.runnable_avg_sum * scale_load_down(se->load.weight);
2688         contrib /= (se->avg.runnable_avg_period + 1);
2689         se->avg.load_avg_contrib = scale_load(contrib);
2690 }
2691
2692 /* Compute the current contribution to load_avg by se, return any delta */
2693 static long __update_entity_load_avg_contrib(struct sched_entity *se)
2694 {
2695         long old_contrib = se->avg.load_avg_contrib;
2696
2697         if (entity_is_task(se)) {
2698                 __update_task_entity_contrib(se);
2699         } else {
2700                 __update_tg_runnable_avg(&se->avg, group_cfs_rq(se));
2701                 __update_group_entity_contrib(se);
2702         }
2703
2704         return se->avg.load_avg_contrib - old_contrib;
2705 }
2706
2707 static inline void subtract_blocked_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2708                                                  long load_contrib)
2709 {
2710         if (likely(load_contrib < cfs_rq->blocked_load_avg))
2711                 cfs_rq->blocked_load_avg -= load_contrib;
2712         else
2713                 cfs_rq->blocked_load_avg = 0;
2714 }
2715
2716 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
2717
2718 /* Update a sched_entity's runnable average */
2719 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
2720                                           int update_cfs_rq)
2721 {
2722         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2723         long contrib_delta;
2724         u64 now;
2725
2726         /*
2727          * For a group entity we need to use their owned cfs_rq_clock_task() in
2728          * case they are the parent of a throttled hierarchy.
2729          */
2730         if (entity_is_task(se))
2731                 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
2732         else
2733                 now = cfs_rq_clock_task(group_cfs_rq(se));
2734
2735         if (!__update_entity_runnable_avg(now, &se->avg, se->on_rq))
2736                 return;
2737
2738         contrib_delta = __update_entity_load_avg_contrib(se);
2739
2740         if (!update_cfs_rq)
2741                 return;
2742
2743         if (se->on_rq)
2744                 cfs_rq->runnable_load_avg += contrib_delta;
2745         else
2746                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, -contrib_delta);
2747 }
2748
2749 /*
2750  * Decay the load contributed by all blocked children and account this so that
2751  * their contribution may appropriately discounted when they wake up.
2752  */
2753 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int force_update)
2754 {
2755         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq) >> 20;
2756         u64 decays;
2757
2758         decays = now - cfs_rq->last_decay;
2759         if (!decays && !force_update)
2760                 return;
2761
2762         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_load)) {
2763                 unsigned long removed_load;
2764                 removed_load = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_load, 0);
2765                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, removed_load);
2766         }
2767
2768         if (decays) {
2769                 cfs_rq->blocked_load_avg = decay_load(cfs_rq->blocked_load_avg,
2770                                                       decays);
2771                 atomic64_add(decays, &cfs_rq->decay_counter);
2772                 cfs_rq->last_decay = now;
2773         }
2774
2775         __update_cfs_rq_tg_load_contrib(cfs_rq, force_update);
2776 }
2777
2778 /* Add the load generated by se into cfs_rq's child load-average */
2779 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2780                                                   struct sched_entity *se,
2781                                                   int wakeup)
2782 {
2783         /*
2784          * We track migrations using entity decay_count <= 0, on a wake-up
2785          * migration we use a negative decay count to track the remote decays
2786          * accumulated while sleeping.
2787          *
2788          * Newly forked tasks are enqueued with se->avg.decay_count == 0, they
2789          * are seen by enqueue_entity_load_avg() as a migration with an already
2790          * constructed load_avg_contrib.
2791          */
2792         if (unlikely(se->avg.decay_count <= 0)) {
2793                 se->avg.last_runnable_update = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
2794                 if (se->avg.decay_count) {
2795                         /*
2796                          * In a wake-up migration we have to approximate the
2797                          * time sleeping.  This is because we can't synchronize
2798                          * clock_task between the two cpus, and it is not
2799                          * guaranteed to be read-safe.  Instead, we can
2800                          * approximate this using our carried decays, which are
2801                          * explicitly atomically readable.
2802                          */
2803                         se->avg.last_runnable_update -= (-se->avg.decay_count)
2804                                                         << 20;
2805                         update_entity_load_avg(se, 0);
2806                         /* Indicate that we're now synchronized and on-rq */
2807                         se->avg.decay_count = 0;
2808                 }
2809                 wakeup = 0;
2810         } else {
2811                 __synchronize_entity_decay(se);
2812         }
2813
2814         /* migrated tasks did not contribute to our blocked load */
2815         if (wakeup) {
2816                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
2817                 update_entity_load_avg(se, 0);
2818         }
2819
2820         cfs_rq->runnable_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
2821         /* we force update consideration on load-balancer moves */
2822         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !wakeup);
2823 }
2824
2825 /*
2826  * Remove se's load from this cfs_rq child load-average, if the entity is
2827  * transitioning to a blocked state we track its projected decay using
2828  * blocked_load_avg.
2829  */
2830 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2831                                                   struct sched_entity *se,
2832                                                   int sleep)
2833 {
2834         update_entity_load_avg(se, 1);
2835         /* we force update consideration on load-balancer moves */
2836         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !sleep);
2837
2838         cfs_rq->runnable_load_avg -= se->avg.load_avg_contrib;
2839         if (sleep) {
2840                 cfs_rq->blocked_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
2841                 se->avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
2842         } /* migrations, e.g. sleep=0 leave decay_count == 0 */
2843 }
2844
2845 /*
2846  * Update the rq's load with the elapsed running time before entering
2847  * idle. if the last scheduled task is not a CFS task, idle_enter will
2848  * be the only way to update the runnable statistic.
2849  */
2850 void idle_enter_fair(struct rq *this_rq)
2851 {
2852         update_rq_runnable_avg(this_rq, 1);
2853 }
2854
2855 /*
2856  * Update the rq's load with the elapsed idle time before a task is
2857  * scheduled. if the newly scheduled task is not a CFS task, idle_exit will
2858  * be the only way to update the runnable statistic.
2859  */
2860 void idle_exit_fair(struct rq *this_rq)
2861 {
2862         update_rq_runnable_avg(this_rq, 0);
2863 }
2864
2865 static int idle_balance(struct rq *this_rq);
2866
2867 #else /* CONFIG_SMP */
2868
2869 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
2870                                           int update_cfs_rq) {}
2871 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable) {}
2872 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2873                                            struct sched_entity *se,
2874                                            int wakeup) {}
2875 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2876                                            struct sched_entity *se,
2877                                            int sleep) {}
2878 static inline void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
2879                                               int force_update) {}
2880
2881 static inline int idle_balance(struct rq *rq)
2882 {
2883         return 0;
2884 }
2885
2886 #endif /* CONFIG_SMP */
2887
2888 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2889 {
2890 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2891         struct task_struct *tsk = NULL;
2892
2893         if (entity_is_task(se))
2894                 tsk = task_of(se);
2895
2896         if (se->statistics.sleep_start) {
2897                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.sleep_start;
2898
2899                 if ((s64)delta < 0)
2900                         delta = 0;
2901
2902                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
2903                         se->statistics.sleep_max = delta;
2904
2905                 se->statistics.sleep_start = 0;
2906                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2907
2908                 if (tsk) {
2909                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
2910                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
2911                 }
2912         }
2913         if (se->statistics.block_start) {
2914                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.block_start;
2915
2916                 if ((s64)delta < 0)
2917                         delta = 0;
2918
2919                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
2920                         se->statistics.block_max = delta;
2921
2922                 se->statistics.block_start = 0;
2923                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2924
2925                 if (tsk) {
2926                         if (tsk->in_iowait) {
2927                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
2928                                 se->statistics.iowait_count++;
2929                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
2930                         }
2931
2932                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
2933
2934                         /*
2935                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
2936                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
2937                          * amount of time that the task spent sleeping:
2938                          */
2939                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
2940                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
2941                                                 (void *)get_wchan(tsk),
2942                                                 delta >> 20);
2943                         }
2944                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
2945                 }
2946         }
2947 #endif
2948 }
2949
2950 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2951 {
2952 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2953         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
2954
2955         if (d < 0)
2956                 d = -d;
2957
2958         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
2959                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
2960 #endif
2961 }
2962
2963 static void
2964 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
2965 {
2966         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
2967
2968         /*
2969          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
2970          * however the extra weight of the new task will slow them down a
2971          * little, place the new task so that it fits in the slot that
2972          * stays open at the end.
2973          */
2974         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
2975                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
2976
2977         /* sleeps up to a single latency don't count. */
2978         if (!initial) {
2979                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
2980
2981                 /*
2982                  * Halve their sleep time's effect, to allow
2983                  * for a gentler effect of sleepers:
2984                  */
2985                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
2986                         thresh >>= 1;
2987
2988                 vruntime -= thresh;
2989         }
2990
2991         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
2992         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
2993 }
2994
2995 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
2996
2997 static void
2998 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
2999 {
3000         /*
3001          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
3002          * through calling update_curr().
3003          */
3004         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
3005                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
3006
3007         /*
3008          * Update run-time statistics of the 'current'.
3009          */
3010         update_curr(cfs_rq);
3011         enqueue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
3012         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
3013         update_cfs_shares(cfs_rq);
3014
3015         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
3016                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
3017                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
3018         }
3019
3020         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
3021         check_spread(cfs_rq, se);
3022         if (se != cfs_rq->curr)
3023                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
3024         se->on_rq = 1;
3025
3026         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
3027                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
3028                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
3029         }
3030 }
3031
3032 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
3033 {
3034         for_each_sched_entity(se) {
3035                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3036                 if (cfs_rq->last != se)
3037                         break;
3038
3039                 cfs_rq->last = NULL;
3040         }
3041 }
3042
3043 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
3044 {
3045         for_each_sched_entity(se) {
3046                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3047                 if (cfs_rq->next != se)
3048                         break;
3049
3050                 cfs_rq->next = NULL;
3051         }
3052 }
3053
3054 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
3055 {
3056         for_each_sched_entity(se) {
3057                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3058                 if (cfs_rq->skip != se)
3059                         break;
3060
3061                 cfs_rq->skip = NULL;
3062         }
3063 }
3064
3065 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3066 {
3067         if (cfs_rq->last == se)
3068                 __clear_buddies_last(se);
3069
3070         if (cfs_rq->next == se)
3071                 __clear_buddies_next(se);
3072
3073         if (cfs_rq->skip == se)
3074                 __clear_buddies_skip(se);
3075 }
3076
3077 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3078
3079 static void
3080 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3081 {
3082         /*
3083          * Update run-time statistics of the 'current'.
3084          */
3085         update_curr(cfs_rq);
3086         dequeue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & DEQUEUE_SLEEP);
3087
3088         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
3089         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
3090 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3091                 if (entity_is_task(se)) {
3092                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
3093
3094                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
3095                                 se->statistics.sleep_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
3096                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
3097                                 se->statistics.block_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
3098                 }
3099 #endif
3100         }
3101
3102         clear_buddies(cfs_rq, se);
3103
3104         if (se != cfs_rq->curr)
3105                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3106         se->on_rq = 0;
3107         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
3108
3109         /*
3110          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
3111          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
3112          * movement in our normalized position.
3113          */
3114         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
3115                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
3116
3117         /* return excess runtime on last dequeue */
3118         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3119
3120         update_min_vruntime(cfs_rq);
3121         update_cfs_shares(cfs_rq);
3122 }
3123
3124 /*
3125  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
3126  */
3127 static void
3128 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
3129 {
3130         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
3131         struct sched_entity *se;
3132         s64 delta;
3133
3134         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
3135         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
3136         if (delta_exec > ideal_runtime) {
3137                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3138                 /*
3139                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
3140                  * re-elected due to buddy favours.
3141                  */
3142                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
3143                 return;
3144         }
3145
3146         /*
3147          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
3148          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
3149          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
3150          */
3151         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
3152                 return;
3153
3154         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
3155         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
3156
3157         if (delta < 0)
3158                 return;
3159
3160         if (delta > ideal_runtime)
3161                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3162 }
3163
3164 static void
3165 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3166 {
3167         /* 'current' is not kept within the tree. */
3168         if (se->on_rq) {
3169                 /*
3170                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
3171                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
3172                  * runqueue.
3173                  */
3174                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
3175                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3176         }
3177
3178         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
3179         cfs_rq->curr = se;
3180 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3181         /*
3182          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
3183          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
3184          * when there are only lesser-weight tasks around):
3185          */
3186         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
3187                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
3188                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
3189         }
3190 #endif
3191         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
3192 }
3193
3194 static int
3195 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
3196
3197 /*
3198  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
3199  * 1) keep things fair between processes/task groups
3200  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
3201  * 3) pick the "last" process, for cache locality
3202  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
3203  */
3204 static struct sched_entity *
3205 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
3206 {
3207         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
3208         struct sched_entity *se;
3209
3210         /*
3211          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
3212          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
3213          */
3214         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
3215                 left = curr;
3216
3217         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
3218
3219         /*
3220          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
3221          * be done without getting too unfair.
3222          */
3223         if (cfs_rq->skip == se) {
3224                 struct sched_entity *second;
3225
3226                 if (se == curr) {
3227                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
3228                 } else {
3229                         second = __pick_next_entity(se);
3230                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
3231                                 second = curr;
3232                 }
3233
3234                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
3235                         se = second;
3236         }
3237
3238         /*
3239          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
3240          */
3241         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
3242                 se = cfs_rq->last;
3243
3244         /*
3245          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
3246          */
3247         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
3248                 se = cfs_rq->next;
3249
3250         clear_buddies(cfs_rq, se);
3251
3252         return se;
3253 }
3254
3255 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3256
3257 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
3258 {
3259         /*
3260          * If still on the runqueue then deactivate_task()
3261          * was not called and update_curr() has to be done:
3262          */
3263         if (prev->on_rq)
3264                 update_curr(cfs_rq);
3265
3266         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
3267         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3268
3269         check_spread(cfs_rq, prev);
3270         if (prev->on_rq) {
3271                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
3272                 /* Put 'current' back into the tree. */
3273                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
3274                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
3275                 update_entity_load_avg(prev, 1);
3276         }
3277         cfs_rq->curr = NULL;
3278 }
3279
3280 static void
3281 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
3282 {
3283         /*
3284          * Update run-time statistics of the 'current'.
3285          */
3286         update_curr(cfs_rq);
3287
3288         /*
3289          * Ensure that runnable average is periodically updated.
3290          */
3291         update_entity_load_avg(curr, 1);
3292         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
3293         update_cfs_shares(cfs_rq);
3294
3295 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
3296         /*
3297          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
3298          * validating it and just reschedule.
3299          */
3300         if (queued) {
3301                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3302                 return;
3303         }
3304         /*
3305          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
3306          */
3307         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
3308                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
3309                 return;
3310 #endif
3311
3312         if (cfs_rq->nr_running > 1)
3313                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
3314 }
3315
3316
3317 /**************************************************
3318  * CFS bandwidth control machinery
3319  */
3320
3321 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
3322
3323 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
3324 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
3325
3326 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
3327 {
3328         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
3329 }
3330
3331 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
3332 {
3333         static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
3334 }
3335
3336 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
3337 {
3338         static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
3339 }
3340 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
3341 static bool cfs_bandwidth_used(void)
3342 {
3343         return true;
3344 }
3345
3346 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
3347 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
3348 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
3349
3350 /*
3351  * default period for cfs group bandwidth.
3352  * default: 0.1s, units: nanoseconds
3353  */
3354 static inline u64 default_cfs_period(void)
3355 {
3356         return 100000000ULL;
3357 }
3358
3359 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
3360 {
3361         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
3362 }
3363
3364 /*
3365  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
3366  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
3367  * additional synchronization around rq->lock.
3368  *
3369  * requires cfs_b->lock
3370  */
3371 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3372 {
3373         u64 now;
3374
3375         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3376                 return;
3377
3378         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
3379         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
3380         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
3381 }
3382
3383 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
3384 {
3385         return &tg->cfs_bandwidth;
3386 }
3387
3388 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
3389 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
3390 {
3391         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
3392                 return cfs_rq->throttled_clock_task;
3393
3394         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
3395 }
3396
3397 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
3398 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3399 {
3400         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
3401         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
3402         u64 amount = 0, min_amount, expires;
3403
3404         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
3405         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
3406
3407         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3408         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3409                 amount = min_amount;
3410         else {
3411                 /*
3412                  * If the bandwidth pool has become inactive, then at least one
3413                  * period must have elapsed since the last consumption.
3414                  * Refresh the global state and ensure bandwidth timer becomes
3415                  * active.
3416                  */
3417                 if (!cfs_b->timer_active) {
3418                         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
3419                         __start_cfs_bandwidth(cfs_b, false);
3420                 }
3421
3422                 if (cfs_b->runtime > 0) {
3423                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
3424                         cfs_b->runtime -= amount;
3425                         cfs_b->idle = 0;
3426                 }
3427         }
3428         expires = cfs_b->runtime_expires;
3429         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3430
3431         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
3432         /*
3433          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
3434          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
3435          * issued.
3436          */
3437         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
3438                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3439
3440         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
3441 }
3442
3443 /*
3444  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
3445  * fact that rq->clock snapshots this value.
3446  */
3447 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3448 {
3449         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3450
3451         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
3452         if (likely((s64)(rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
3453                 return;
3454
3455         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
3456                 return;
3457
3458         /*
3459          * If the local deadline has passed we have to consider the
3460          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
3461          * has not truly expired.
3462          *
3463          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
3464          * whether the global deadline has advanced. It is valid to compare
3465          * cfs_b->runtime_expires without any locks since we only care about
3466          * exact equality, so a partial write will still work.
3467          */
3468
3469         if (cfs_rq->runtime_expires != cfs_b->runtime_expires) {
3470                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
3471                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
3472         } else {
3473                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
3474                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
3475         }
3476 }
3477
3478 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3479 {
3480         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
3481         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
3482         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3483
3484         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3485                 return;
3486
3487         /*
3488          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
3489          * hierarchy can be throttled
3490          */
3491         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
3492                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3493 }
3494
3495 static __always_inline
3496 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3497 {
3498         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
3499                 return;
3500
3501         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
3502 }
3503
3504 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
3505 {
3506         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
3507 }
3508
3509 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
3510 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
3511 {
3512         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
3513 }
3514
3515 /*
3516  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
3517  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
3518  * load-balance operations.
3519  */
3520 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
3521                                     int src_cpu, int dest_cpu)
3522 {
3523         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
3524
3525         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
3526         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
3527
3528         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
3529                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
3530 }
3531
3532 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
3533 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
3534 {
3535         struct rq *rq = data;
3536         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3537
3538         cfs_rq->throttle_count--;
3539 #ifdef CONFIG_SMP
3540         if (!cfs_rq->throttle_count) {
3541                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
3542                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
3543                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
3544         }
3545 #endif
3546
3547         return 0;
3548 }
3549
3550 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
3551 {
3552         struct rq *rq = data;
3553         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3554
3555         /* group is entering throttled state, stop time */
3556         if (!cfs_rq->throttle_count)
3557                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
3558         cfs_rq->throttle_count++;
3559
3560         return 0;
3561 }
3562
3563 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3564 {
3565         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3566         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3567         struct sched_entity *se;
3568         long task_delta, dequeue = 1;
3569
3570         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
3571
3572         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
3573         rcu_read_lock();
3574         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
3575         rcu_read_unlock();
3576
3577         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3578         for_each_sched_entity(se) {
3579                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
3580                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
3581                 if (!se->on_rq)
3582                         break;
3583
3584                 if (dequeue)
3585                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
3586                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
3587
3588                 if (qcfs_rq->load.weight)
3589                         dequeue = 0;
3590         }
3591
3592         if (!se)
3593                 sub_nr_running(rq, task_delta);
3594
3595         cfs_rq->throttled = 1;
3596         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
3597         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3598         /*
3599          * Add to the _head_ of the list, so that an already-started
3600          * distribute_cfs_runtime will not see us
3601          */
3602         list_add_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
3603         if (!cfs_b->timer_active)
3604                 __start_cfs_bandwidth(cfs_b, false);
3605         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3606 }
3607
3608 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3609 {
3610         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3611         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3612         struct sched_entity *se;
3613         int enqueue = 1;
3614         long task_delta;
3615
3616         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
3617
3618         cfs_rq->throttled = 0;
3619
3620         update_rq_clock(rq);
3621
3622         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3623         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
3624         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
3625         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3626
3627         /* update hierarchical throttle state */
3628         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
3629
3630         if (!cfs_rq->load.weight)
3631                 return;
3632
3633         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3634         for_each_sched_entity(se) {
3635                 if (se->on_rq)
3636                         enqueue = 0;
3637
3638                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3639                 if (enqueue)
3640                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
3641                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
3642
3643                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3644                         break;
3645         }
3646
3647         if (!se)
3648                 add_nr_running(rq, task_delta);
3649
3650         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
3651         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
3652                 resched_curr(rq);
3653 }
3654
3655 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
3656                 u64 remaining, u64 expires)
3657 {
3658         struct cfs_rq *cfs_rq;
3659         u64 runtime;
3660         u64 starting_runtime = remaining;
3661
3662         rcu_read_lock();
3663         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
3664                                 throttled_list) {
3665                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3666
3667                 raw_spin_lock(&rq->lock);
3668                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3669                         goto next;
3670
3671                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
3672                 if (runtime > remaining)
3673                         runtime = remaining;
3674                 remaining -= runtime;
3675
3676                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
3677                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3678
3679                 /* we check whether we're throttled above */
3680                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
3681                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3682
3683 next:
3684                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
3685
3686                 if (!remaining)
3687                         break;
3688         }
3689         rcu_read_unlock();
3690
3691         return starting_runtime - remaining;
3692 }
3693
3694 /*
3695  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
3696  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
3697  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
3698  * used to track this state.
3699  */
3700 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
3701 {
3702         u64 runtime, runtime_expires;
3703         int throttled;
3704
3705         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
3706         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3707                 goto out_deactivate;
3708
3709         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3710         cfs_b->nr_periods += overrun;
3711
3712         /*
3713          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
3714          * we're going inactive then everything else can be deferred
3715          */
3716         if (cfs_b->idle && !throttled)
3717                 goto out_deactivate;
3718
3719         /*
3720          * if we have relooped after returning idle once, we need to update our
3721          * status as actually running, so that other cpus doing
3722          * __start_cfs_bandwidth will stop trying to cancel us.
3723          */
3724         cfs_b->timer_active = 1;
3725
3726         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
3727
3728         if (!throttled) {
3729                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
3730                 cfs_b->idle = 1;
3731                 return 0;
3732         }
3733
3734         /* account preceding periods in which throttling occurred */
3735         cfs_b->nr_throttled += overrun;
3736
3737         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
3738
3739         /*
3740          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth while
3741          * we unthrottle. This can potentially race with an unthrottled group
3742          * trying to acquire new bandwidth from the global pool. This can result
3743          * in us over-using our runtime if it is all used during this loop, but
3744          * only by limited amounts in that extreme case.
3745          */
3746         while (throttled && cfs_b->runtime > 0) {
3747                 runtime = cfs_b->runtime;
3748                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3749                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
3750                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
3751                                                  runtime_expires);
3752                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3753
3754                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3755
3756                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
3757         }
3758
3759         /*
3760          * While we are ensured activity in the period following an
3761          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
3762          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
3763          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
3764          */
3765         cfs_b->idle = 0;
3766
3767         return 0;
3768
3769 out_deactivate:
3770         cfs_b->timer_active = 0;
3771         return 1;
3772 }
3773
3774 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
3775 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
3776 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
3777 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
3778 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
3779 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
3780
3781 /*
3782  * Are we near the end of the current quota period?
3783  *
3784  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
3785  * hrtimer base being cleared by __hrtimer_start_range_ns. In the case of
3786  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
3787  */
3788 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
3789 {
3790         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
3791         u64 remaining;
3792
3793         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
3794         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
3795                 return 1;
3796
3797         /* is a quota refresh about to occur? */
3798         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
3799         if (remaining < min_expire)
3800                 return 1;
3801
3802         return 0;
3803 }
3804
3805 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3806 {
3807         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
3808
3809         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
3810         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
3811                 return;
3812
3813         start_bandwidth_timer(&cfs_b->slack_timer,
3814                                 ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period));
3815 }
3816
3817 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
3818 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3819 {
3820         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3821         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
3822
3823         if (slack_runtime <= 0)
3824                 return;
3825
3826         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3827         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
3828             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
3829                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
3830
3831                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
3832                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
3833                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
3834                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
3835         }
3836         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3837
3838         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
3839         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
3840 }
3841
3842 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3843 {
3844         if (!cfs_bandwidth_used())
3845                 return;
3846
3847         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
3848                 return;
3849
3850         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3851 }
3852
3853 /*
3854  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
3855  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
3856  */
3857 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3858 {
3859         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
3860         u64 expires;
3861
3862         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
3863         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3864         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
3865                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3866                 return;
3867         }
3868
3869         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice)
3870                 runtime = cfs_b->runtime;
3871
3872         expires = cfs_b->runtime_expires;
3873         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3874
3875         if (!runtime)
3876                 return;
3877
3878         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
3879
3880         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3881         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
3882                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
3883         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3884 }
3885
3886 /*
3887  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
3888  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
3889  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
3890  */
3891 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
3892 {
3893         if (!cfs_bandwidth_used())
3894                 return;
3895
3896         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
3897         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
3898                 return;
3899
3900         /* ensure the group is not already throttled */
3901         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3902                 return;
3903
3904         /* update runtime allocation */
3905         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
3906         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
3907                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3908 }
3909
3910 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
3911 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3912 {
3913         if (!cfs_bandwidth_used())
3914                 return false;
3915
3916         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3917                 return false;
3918
3919         /*
3920          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
3921          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
3922          */
3923         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3924                 return true;
3925
3926         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3927         return true;
3928 }
3929
3930 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
3931 {
3932         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3933                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
3934         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
3935
3936         return HRTIMER_NORESTART;
3937 }
3938
3939 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
3940 {
3941         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3942                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
3943         ktime_t now;
3944         int overrun;
3945         int idle = 0;
3946
3947         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3948         for (;;) {
3949                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
3950                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, cfs_b->period);
3951
3952                 if (!overrun)
3953                         break;
3954
3955                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
3956         }
3957         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3958
3959         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
3960 }
3961
3962 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3963 {
3964         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
3965         cfs_b->runtime = 0;
3966         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
3967         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
3968
3969         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3970         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3971         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
3972         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3973         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
3974 }
3975
3976 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3977 {
3978         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
3979         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
3980 }
3981
3982 /* requires cfs_b->lock, may release to reprogram timer */
3983 void __start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b, bool force)
3984 {
3985         /*
3986          * The timer may be active because we're trying to set a new bandwidth
3987          * period or because we're racing with the tear-down path
3988          * (timer_active==0 becomes visible before the hrtimer call-back
3989          * terminates).  In either case we ensure that it's re-programmed
3990          */
3991         while (unlikely(hrtimer_active(&cfs_b->period_timer)) &&
3992                hrtimer_try_to_cancel(&cfs_b->period_timer) < 0) {
3993                 /* bounce the lock to allow do_sched_cfs_period_timer to run */
3994                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3995                 cpu_relax();
3996                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3997                 /* if someone else restarted the timer then we're done */
3998                 if (!force && cfs_b->timer_active)
3999                         return;
4000         }
4001
4002         cfs_b->timer_active = 1;
4003         start_bandwidth_timer(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
4004 }
4005
4006 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4007 {
4008         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
4009         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
4010 }
4011
4012 static void __maybe_unused update_runtime_enabled(struct rq *rq)
4013 {
4014         struct cfs_rq *cfs_rq;
4015
4016         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
4017                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &cfs_rq->tg->cfs_bandwidth;
4018
4019                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4020                 cfs_rq->runtime_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
4021                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4022         }
4023 }
4024
4025 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
4026 {
4027         struct cfs_rq *cfs_rq;
4028
4029         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
4030                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
4031                         continue;
4032
4033                 /*
4034                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
4035                  * there's some valid quota amount
4036                  */
4037                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
4038                 /*
4039                  * Offline rq is schedulable till cpu is completely disabled
4040                  * in take_cpu_down(), so we prevent new cfs throttling here.
4041                  */
4042                 cfs_rq->runtime_enabled = 0;
4043
4044                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4045                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
4046         }
4047 }
4048
4049 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
4050 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
4051 {
4052         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
4053 }
4054
4055 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
4056 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
4057 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4058 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4059
4060 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
4061 {
4062         return 0;
4063 }
4064
4065 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
4066 {
4067         return 0;
4068 }
4069
4070 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
4071                                     int src_cpu, int dest_cpu)
4072 {
4073         return 0;
4074 }
4075
4076 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
4077
4078 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4079 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4080 #endif
4081
4082 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
4083 {
4084         return NULL;
4085 }
4086 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
4087 static inline void update_runtime_enabled(struct rq *rq) {}
4088 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
4089
4090 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
4091
4092 /**************************************************
4093  * CFS operations on tasks:
4094  */
4095
4096 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
4097 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4098 {
4099         struct sched_entity *se = &p->se;
4100         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4101
4102         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
4103
4104         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
4105                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
4106                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
4107                 s64 delta = slice - ran;
4108
4109                 if (delta < 0) {
4110                         if (rq->curr == p)
4111                                 resched_curr(rq);
4112                         return;
4113                 }
4114                 hrtick_start(rq, delta);
4115         }
4116 }
4117
4118 /*
4119  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
4120  * current task is from our class and nr_running is low enough
4121  * to matter.
4122  */
4123 static void hrtick_update(struct rq *rq)
4124 {
4125         struct task_struct *curr = rq->curr;
4126
4127         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
4128                 return;
4129
4130         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
4131                 hrtick_start_fair(rq, curr);
4132 }
4133 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
4134 static inline void
4135 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4136 {
4137 }
4138
4139 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
4140 {
4141 }
4142 #endif
4143
4144 /*
4145  * The enqueue_task method is called before nr_running is
4146  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
4147  * then put the task into the rbtree:
4148  */
4149 static void
4150 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
4151 {
4152         struct cfs_rq *cfs_rq;
4153         struct sched_entity *se = &p->se;
4154
4155         for_each_sched_entity(se) {
4156                 if (se->on_rq)
4157                         break;
4158                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4159                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
4160
4161                 /*
4162                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
4163                  *
4164                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
4165                  * post the final h_nr_running increment below.
4166                 */
4167                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4168                         break;
4169                 cfs_rq->h_nr_running++;
4170
4171                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
4172         }
4173
4174         for_each_sched_entity(se) {
4175                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4176                 cfs_rq->h_nr_running++;
4177
4178                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4179                         break;
4180
4181                 update_cfs_shares(cfs_rq);
4182                 update_entity_load_avg(se, 1);
4183         }
4184
4185         if (!se) {
4186                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
4187                 add_nr_running(rq, 1);
4188         }
4189         hrtick_update(rq);
4190 }
4191
4192 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
4193
4194 /*
4195  * The dequeue_task method is called before nr_running is
4196  * decreased. We remove the task from the rbtree and
4197  * update the fair scheduling stats:
4198  */
4199 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
4200 {
4201         struct cfs_rq *cfs_rq;
4202         struct sched_entity *se = &p->se;
4203         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
4204
4205         for_each_sched_entity(se) {
4206                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4207                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
4208
4209                 /*
4210                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
4211                  *
4212                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
4213                  * post the final h_nr_running decrement below.
4214                 */
4215                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4216                         break;
4217                 cfs_rq->h_nr_running--;
4218
4219                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
4220                 if (cfs_rq->load.weight) {
4221                         /*
4222                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
4223                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
4224                          */
4225                         if (task_sleep && parent_entity(se))
4226                                 set_next_buddy(parent_entity(se));
4227
4228                         /* avoid re-evaluating load for this entity */
4229                         se = parent_entity(se);
4230                         break;
4231                 }
4232                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
4233         }
4234
4235         for_each_sched_entity(se) {
4236                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4237                 cfs_rq->h_nr_running--;
4238
4239                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4240                         break;
4241
4242                 update_cfs_shares(cfs_rq);
4243                 update_entity_load_avg(se, 1);
4244         }
4245
4246         if (!se) {
4247                 sub_nr_running(rq, 1);
4248                 update_rq_runnable_avg(rq, 1);
4249         }
4250         hrtick_update(rq);
4251 }
4252
4253 #ifdef CONFIG_SMP
4254 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
4255 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
4256 {
4257         return cpu_rq(cpu)->cfs.runnable_load_avg;
4258 }
4259
4260 /*
4261  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
4262  * according to the scheduling class and "nice" value.
4263  *
4264  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
4265  * balance conservatively.
4266  */
4267 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
4268 {
4269         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4270         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
4271
4272         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
4273                 return total;
4274
4275         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
4276 }
4277
4278 /*
4279  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
4280  * according to the scheduling class and "nice" value.
4281  */
4282 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
4283 {
4284         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4285         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
4286
4287         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
4288                 return total;
4289
4290         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
4291 }
4292
4293 static unsigned long capacity_of(int cpu)
4294 {
4295         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity;
4296 }
4297
4298 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
4299 {
4300         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4301         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->cfs.h_nr_running);
4302         unsigned long load_avg = rq->cfs.runnable_load_avg;
4303
4304         if (nr_running)
4305                 return load_avg / nr_running;
4306
4307         return 0;
4308 }
4309
4310 static void record_wakee(struct task_struct *p)
4311 {
4312         /*
4313          * Rough decay (wiping) for cost saving, don't worry
4314          * about the boundary, really active task won't care
4315          * about the loss.
4316          */
4317         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
4318                 current->wakee_flips >>= 1;
4319                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
4320         }
4321
4322         if (current->last_wakee != p) {
4323                 current->last_wakee = p;
4324                 current->wakee_flips++;
4325         }
4326 }
4327
4328 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
4329 {
4330         struct sched_entity *se = &p->se;
4331         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4332         u64 min_vruntime;
4333
4334 #ifndef CONFIG_64BIT
4335         u64 min_vruntime_copy;
4336
4337         do {
4338                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
4339                 smp_rmb();
4340                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4341         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
4342 #else
4343         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4344 #endif
4345
4346         se->vruntime -= min_vruntime;
4347         record_wakee(p);
4348 }
4349
4350 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4351 /*
4352  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
4353  *
4354  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
4355  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
4356  * can calculate the shift in shares.
4357  *
4358  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
4359  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
4360  * total group weight.
4361  *
4362  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
4363  * distribution (s_i) using:
4364  *
4365  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
4366  *
4367  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
4368  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
4369  * shares distribution (s_i):
4370  *
4371  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
4372  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
4373  *
4374  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
4375  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
4376  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
4377  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
4378  *
4379  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
4380  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
4381  *
4382  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
4383  *
4384  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
4385  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
4386  * weight and shares distributions like:
4387  *
4388  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
4389  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
4390  *
4391  * We can then compute the difference in effective weight by using:
4392  *
4393  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
4394  *
4395  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
4396  *
4397  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
4398  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
4399  * 4/7) times the weight of the group.
4400  */
4401 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4402 {
4403         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
4404
4405         if (!tg->parent)        /* the trivial, non-cgroup case */
4406                 return wl;
4407
4408         for_each_sched_entity(se) {
4409                 long w, W;
4410
4411                 tg = se->my_q->tg;
4412
4413                 /*
4414                  * W = @wg + \Sum rw_j
4415                  */
4416                 W = wg + calc_tg_weight(tg, se->my_q);
4417
4418                 /*
4419                  * w = rw_i + @wl
4420                  */
4421                 w = se->my_q->load.weight + wl;
4422
4423                 /*
4424                  * wl = S * s'_i; see (2)
4425                  */
4426                 if (W > 0 && w < W)
4427                         wl = (w * (long)tg->shares) / W;
4428                 else
4429                         wl = tg->shares;
4430
4431                 /*
4432                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
4433                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
4434                  * calc_cfs_shares().
4435                  */
4436                 if (wl < MIN_SHARES)
4437                         wl = MIN_SHARES;
4438
4439                 /*
4440                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
4441                  */
4442                 wl -= se->load.weight;
4443
4444                 /*
4445                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
4446                  * the final effective load change on the root group. Since
4447                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
4448                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
4449                  * resulting from this level per the above.
4450                  */
4451                 wg = 0;
4452         }
4453
4454         return wl;
4455 }
4456 #else
4457
4458 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4459 {
4460         return wl;
4461 }
4462
4463 #endif
4464
4465 static int wake_wide(struct task_struct *p)
4466 {
4467         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
4468
4469         /*
4470          * Yeah, it's the switching-frequency, could means many wakee or
4471          * rapidly switch, use factor here will just help to automatically
4472          * adjust the loose-degree, so bigger node will lead to more pull.
4473          */
4474         if (p->wakee_flips > factor) {
4475                 /*
4476                  * wakee is somewhat hot, it needs certain amount of cpu
4477                  * resource, so if waker is far more hot, prefer to leave
4478                  * it alone.
4479                  */
4480                 if (current->wakee_flips > (factor * p->wakee_flips))
4481                         return 1;
4482         }
4483
4484         return 0;
4485 }
4486
4487 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
4488 {
4489         s64 this_load, load;
4490         s64 this_eff_load, prev_eff_load;
4491         int idx, this_cpu, prev_cpu;
4492         struct task_group *tg;
4493         unsigned long weight;
4494         int balanced;
4495
4496         /*
4497          * If we wake multiple tasks be careful to not bounce
4498          * ourselves around too much.
4499          */
4500         if (wake_wide(p))
4501                 return 0;
4502
4503         idx       = sd->wake_idx;
4504         this_cpu  = smp_processor_id();
4505         prev_cpu  = task_cpu(p);
4506         load      = source_load(prev_cpu, idx);
4507         this_load = target_load(this_cpu, idx);
4508
4509         /*
4510          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
4511          * effect of the currently running task from the load
4512          * of the current CPU:
4513          */
4514         if (sync) {
4515                 tg = task_group(current);
4516                 weight = current->se.load.weight;
4517
4518                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
4519                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
4520         }
4521
4522         tg = task_group(p);
4523         weight = p->se.load.weight;
4524
4525         /*
4526          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
4527          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
4528          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
4529          * about that, so that's good too.
4530          *
4531          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
4532          * task to be woken on this_cpu.
4533          */
4534         this_eff_load = 100;
4535         this_eff_load *= capacity_of(prev_cpu);
4536
4537         prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
4538         prev_eff_load *= capacity_of(this_cpu);
4539
4540         if (this_load > 0) {
4541                 this_eff_load *= this_load +
4542                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
4543
4544                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
4545         }
4546
4547         balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
4548
4549         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
4550
4551         if (!balanced)
4552                 return 0;
4553
4554         schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
4555         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
4556
4557         return 1;
4558 }
4559
4560 /*
4561  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
4562  * domain.
4563  */
4564 static struct sched_group *
4565 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
4566                   int this_cpu, int sd_flag)
4567 {
4568         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
4569         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
4570         int load_idx = sd->forkexec_idx;
4571         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
4572
4573         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
4574                 load_idx = sd->wake_idx;
4575
4576         do {
4577                 unsigned long load, avg_load;
4578                 int local_group;
4579                 int i;
4580
4581                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
4582                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
4583                                         tsk_cpus_allowed(p)))
4584                         continue;
4585
4586                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
4587                                                sched_group_cpus(group));
4588
4589                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
4590                 avg_load = 0;
4591
4592                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
4593                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
4594                         if (local_group)
4595                                 load = source_load(i, load_idx);
4596                         else
4597                                 load = target_load(i, load_idx);
4598
4599                         avg_load += load;
4600                 }
4601
4602                 /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
4603                 avg_load = (avg_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) / group->sgc->capacity;
4604
4605                 if (local_group) {
4606                         this_load = avg_load;
4607                 } else if (avg_load < min_load) {
4608                         min_load = avg_load;
4609                         idlest = group;
4610                 }
4611         } while (group = group->next, group != sd->groups);
4612
4613         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
4614                 return NULL;
4615         return idlest;
4616 }
4617
4618 /*
4619  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
4620  */
4621 static int
4622 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
4623 {
4624         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
4625         unsigned int min_exit_latency = UINT_MAX;
4626         u64 latest_idle_timestamp = 0;
4627         int least_loaded_cpu = this_cpu;
4628         int shallowest_idle_cpu = -1;
4629         int i;
4630
4631         /* Traverse only the allowed CPUs */
4632         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
4633                 if (idle_cpu(i)) {
4634                         struct rq *rq = cpu_rq(i);
4635                         struct cpuidle_state *idle = idle_get_state(rq);
4636                         if (idle && idle->exit_latency < min_exit_latency) {
4637                                 /*
4638                                  * We give priority to a CPU whose idle state
4639                                  * has the smallest exit latency irrespective
4640                                  * of any idle timestamp.
4641                                  */
4642                                 min_exit_latency = idle->exit_latency;
4643                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
4644                                 shallowest_idle_cpu = i;
4645                         } else if ((!idle || idle->exit_latency == min_exit_latency) &&
4646                                    rq->idle_stamp > latest_idle_timestamp) {
4647                                 /*
4648                                  * If equal or no active idle state, then
4649                                  * the most recently idled CPU might have
4650                                  * a warmer cache.
4651                                  */
4652                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
4653                                 shallowest_idle_cpu = i;
4654                         }
4655                 } else if (shallowest_idle_cpu == -1) {
4656                         load = weighted_cpuload(i);
4657                         if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
4658                                 min_load = load;
4659                                 least_loaded_cpu = i;
4660                         }
4661                 }
4662         }
4663
4664         return shallowest_idle_cpu != -1 ? shallowest_idle_cpu : least_loaded_cpu;
4665 }
4666
4667 /*
4668  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
4669  */
4670 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
4671 {
4672         struct sched_domain *sd;
4673         struct sched_group *sg;
4674         int i = task_cpu(p);
4675
4676         if (idle_cpu(target))
4677                 return target;
4678
4679         /*
4680          * If the prevous cpu is cache affine and idle, don't be stupid.
4681          */
4682         if (i != target && cpus_share_cache(i, target) && idle_cpu(i))
4683                 return i;
4684
4685         /*
4686          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
4687          */
4688         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
4689         for_each_lower_domain(sd) {
4690                 sg = sd->groups;
4691                 do {
4692                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
4693                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
4694                                 goto next;
4695
4696                         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
4697                                 if (i == target || !idle_cpu(i))
4698                                         goto next;
4699                         }
4700
4701                         target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
4702                                         tsk_cpus_allowed(p));
4703                         goto done;
4704 next:
4705                         sg = sg->next;
4706                 } while (sg != sd->groups);
4707         }
4708 done:
4709         return target;
4710 }
4711
4712 /*
4713  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
4714  * that have the 'sd_flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
4715  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
4716  *
4717  * Balances load by selecting the idlest cpu in the idlest group, or under
4718  * certain conditions an idle sibling cpu if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
4719  *
4720  * Returns the target cpu number.
4721  *
4722  * preempt must be disabled.
4723  */
4724 static int
4725 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
4726 {
4727         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
4728         int cpu = smp_processor_id();
4729         int new_cpu = cpu;
4730         int want_affine = 0;
4731         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
4732
4733         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
4734                 want_affine = cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p));
4735
4736         rcu_read_lock();
4737         for_each_domain(cpu, tmp) {
4738                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4739                         continue;
4740
4741                 /*
4742                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
4743                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
4744                  */
4745                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
4746                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
4747                         affine_sd = tmp;
4748                         break;
4749                 }
4750
4751                 if (tmp->flags & sd_flag)
4752                         sd = tmp;
4753         }
4754
4755         if (affine_sd && cpu != prev_cpu && wake_affine(affine_sd, p, sync))
4756                 prev_cpu = cpu;
4757
4758         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
4759                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu);
4760                 goto unlock;
4761         }
4762
4763         while (sd) {
4764                 struct sched_group *group;
4765                 int weight;
4766
4767                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
4768                         sd = sd->child;
4769                         continue;
4770                 }
4771
4772                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, sd_flag);
4773                 if (!group) {
4774                         sd = sd->child;
4775                         continue;
4776                 }
4777
4778                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
4779                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
4780                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
4781                         sd = sd->child;
4782                         continue;
4783                 }
4784
4785                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
4786                 cpu = new_cpu;
4787                 weight = sd->span_weight;
4788                 sd = NULL;
4789                 for_each_domain(cpu, tmp) {
4790                         if (weight <= tmp->span_weight)
4791                                 break;
4792                         if (tmp->flags & sd_flag)
4793                                 sd = tmp;
4794                 }
4795                 /* while loop will break here if sd == NULL */
4796         }
4797 unlock:
4798         rcu_read_unlock();
4799
4800         return new_cpu;
4801 }
4802
4803 /*
4804  * Called immediately before a task is migrated to a new cpu; task_cpu(p) and
4805  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
4806  * previous cpu.  However, the caller only guarantees p->pi_lock is held; no
4807  * other assumptions, including the state of rq->lock, should be made.
4808  */
4809 static void
4810 migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int next_cpu)
4811 {
4812         struct sched_entity *se = &p->se;
4813         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4814
4815         /*
4816          * Load tracking: accumulate removed load so that it can be processed
4817          * when we next update owning cfs_rq under rq->lock.  Tasks contribute
4818          * to blocked load iff they have a positive decay-count.  It can never
4819          * be negative here since on-rq tasks have decay-count == 0.
4820          */
4821         if (se->avg.decay_count) {
4822                 se->avg.decay_count = -__synchronize_entity_decay(se);
4823                 atomic_long_add(se->avg.load_avg_contrib,
4824                                                 &cfs_rq->removed_load);
4825         }
4826
4827         /* We have migrated, no longer consider this task hot */
4828         se->exec_start = 0;
4829 }
4830 #endif /* CONFIG_SMP */
4831
4832 static unsigned long
4833 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
4834 {
4835         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
4836
4837         /*
4838          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
4839          * to virtual-time in his units.
4840          *
4841          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
4842          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
4843          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
4844          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
4845          * be smaller, again penalizing the lighter task.
4846          *
4847          * This is especially important for buddies when the leftmost
4848          * task is higher priority than the buddy.
4849          */
4850         return calc_delta_fair(gran, se);
4851 }
4852
4853 /*
4854  * Should 'se' preempt 'curr'.
4855  *
4856  *             |s1
4857  *        |s2
4858  *   |s3
4859  *         g
4860  *      |<--->|c
4861  *
4862  *  w(c, s1) = -1
4863  *  w(c, s2) =  0
4864  *  w(c, s3) =  1
4865  *
4866  */
4867 static int
4868 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
4869 {
4870         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
4871
4872         if (vdiff <= 0)
4873                 return -1;
4874
4875         gran = wakeup_gran(curr, se);
4876         if (vdiff > gran)
4877                 return 1;
4878
4879         return 0;
4880 }
4881
4882 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
4883 {
4884         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
4885                 return;
4886
4887         for_each_sched_entity(se)
4888                 cfs_rq_of(se)->last = se;
4889 }
4890
4891 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
4892 {
4893         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
4894                 return;
4895
4896         for_each_sched_entity(se)
4897                 cfs_rq_of(se)->next = se;
4898 }
4899
4900 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
4901 {
4902         for_each_sched_entity(se)
4903                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
4904 }
4905
4906 /*
4907  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
4908  */
4909 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
4910 {
4911         struct task_struct *curr = rq->curr;
4912         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
4913         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
4914         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
4915         int next_buddy_marked = 0;
4916
4917         if (unlikely(se == pse))
4918                 return;
4919
4920         /*
4921          * This is possible from callers such as attach_tasks(), in which we
4922          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
4923          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
4924          * next-buddy nomination below.
4925          */
4926         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
4927                 return;
4928
4929         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
4930                 set_next_buddy(pse);
4931                 next_buddy_marked = 1;
4932         }
4933
4934         /*
4935          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
4936          * wake up path.
4937          *
4938          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
4939          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
4940          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
4941          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
4942          * below.
4943          */
4944         if (test_tsk_need_resched(curr))
4945                 return;
4946
4947         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
4948         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
4949             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
4950                 goto preempt;
4951
4952         /*
4953          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
4954          * is driven by the tick):
4955          */
4956         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
4957                 return;
4958
4959         find_matching_se(&se, &pse);
4960         update_curr(cfs_rq_of(se));
4961         BUG_ON(!pse);
4962         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
4963                 /*
4964                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
4965                  * triggering this preemption.
4966                  */
4967                 if (!next_buddy_marked)
4968                         set_next_buddy(pse);
4969                 goto preempt;
4970         }
4971
4972         return;
4973
4974 preempt:
4975         resched_curr(rq);
4976         /*
4977          * Only set the backward buddy when the current task is still
4978          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
4979          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
4980          * point, either of which can * drop the rq lock.
4981          *
4982          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
4983          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
4984          */
4985         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
4986                 return;
4987
4988         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
4989                 set_last_buddy(se);
4990 }
4991
4992 static struct task_struct *
4993 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
4994 {
4995         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
4996         struct sched_entity *se;
4997         struct task_struct *p;
4998         int new_tasks;
4999
5000 again:
5001 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5002         if (!cfs_rq->nr_running)
5003                 goto idle;
5004
5005         if (prev->sched_class != &fair_sched_class)
5006                 goto simple;
5007
5008         /*
5009          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
5010          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
5011          *
5012          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
5013          * hierarchy, only change the part that actually changes.
5014          */
5015
5016         do {
5017                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
5018
5019                 /*
5020                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
5021                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
5022                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
5023                  * forget we've ever seen it.
5024                  */
5025                 if (curr && curr->on_rq)
5026                         update_curr(cfs_rq);
5027                 else
5028                         curr = NULL;
5029
5030                 /*
5031                  * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the throttle and
5032                  * dequeue its entity in the parent(s). Therefore the 'simple'
5033                  * nr_running test will indeed be correct.
5034                  */
5035                 if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq)))
5036                         goto simple;
5037
5038                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
5039                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
5040         } while (cfs_rq);
5041
5042         p = task_of(se);
5043
5044         /*
5045          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
5046          * is a different task than we started out with, try and touch the
5047          * least amount of cfs_rqs.
5048          */
5049         if (prev != p) {
5050                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
5051
5052                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
5053                         int se_depth = se->depth;
5054                         int pse_depth = pse->depth;
5055
5056                         if (se_depth <= pse_depth) {
5057                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
5058                                 pse = parent_entity(pse);
5059                         }
5060                         if (se_depth >= pse_depth) {
5061                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
5062                                 se = parent_entity(se);
5063                         }
5064                 }
5065
5066                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
5067                 set_next_entity(cfs_rq, se);
5068         }
5069
5070         if (hrtick_enabled(rq))
5071                 hrtick_start_fair(rq, p);
5072
5073         return p;
5074 simple:
5075         cfs_rq = &rq->cfs;
5076 #endif
5077
5078         if (!cfs_rq->nr_running)
5079                 goto idle;
5080
5081         put_prev_task(rq, prev);
5082
5083         do {
5084                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
5085                 set_next_entity(cfs_rq, se);
5086                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
5087         } while (cfs_rq);
5088
5089         p = task_of(se);
5090
5091         if (hrtick_enabled(rq))
5092                 hrtick_start_fair(rq, p);
5093
5094         return p;
5095
5096 idle:
5097         new_tasks = idle_balance(rq);
5098         /*
5099          * Because idle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
5100          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
5101          * must re-start the pick_next_entity() loop.
5102          */
5103         if (new_tasks < 0)
5104                 return RETRY_TASK;
5105
5106         if (new_tasks > 0)
5107                 goto again;
5108
5109         return NULL;
5110 }
5111
5112 /*
5113  * Account for a descheduled task:
5114  */
5115 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5116 {
5117         struct sched_entity *se = &prev->se;
5118         struct cfs_rq *cfs_rq;
5119
5120         for_each_sched_entity(se) {
5121                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5122                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
5123         }
5124 }
5125
5126 /*
5127  * sched_yield() is very simple
5128  *
5129  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
5130  */
5131 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
5132 {
5133         struct task_struct *curr = rq->curr;
5134         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
5135         struct sched_entity *se = &curr->se;
5136
5137         /*
5138          * Are we the only task in the tree?
5139          */
5140         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
5141                 return;
5142
5143         clear_buddies(cfs_rq, se);
5144
5145         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
5146                 update_rq_clock(rq);
5147                 /*
5148                  * Update run-time statistics of the 'current'.
5149                  */
5150                 update_curr(cfs_rq);
5151                 /*
5152                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
5153                  * so we don't do microscopic update in schedule()
5154                  * and double the fastpath cost.
5155                  */
5156                  rq->skip_clock_update = 1;
5157         }
5158
5159         set_skip_buddy(se);
5160 }
5161
5162 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
5163 {
5164         struct sched_entity *se = &p->se;
5165
5166         /* throttled hierarchies are not runnable */
5167         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
5168                 return false;
5169
5170         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
5171         set_next_buddy(se);
5172
5173         yield_task_fair(rq);
5174
5175         return true;
5176 }
5177
5178 #ifdef CONFIG_SMP
5179 /**************************************************
5180  * Fair scheduling class load-balancing methods.
5181  *
5182  * BASICS
5183  *
5184  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
5185  * per-cpu scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
5186  * time to each task. This is expressed in the following equation:
5187  *
5188  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
5189  *
5190  * Where W_i,n is the n-th weight average for cpu i. The instantaneous weight
5191  * W_i,0 is defined as:
5192  *
5193  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
5194  *
5195  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on cpu i. This weight
5196  * is derived from the nice value as per prio_to_weight[].
5197  *
5198  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
5199  * weight:
5200  *
5201  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
5202  *
5203  * C_i is the compute capacity of cpu i, typically it is the
5204  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
5205  * can also include other factors [XXX].
5206  *
5207  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
5208  * directly from (1):
5209  *
5210  *   imb_i,j = max{ avg(W/C), W_i/C_i } - min{ avg(W/C), W_j/C_j }    (4)
5211  *
5212  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
5213  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
5214  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
5215  *
5216  * [XXX expand on:
5217  *     - infeasible weights;
5218  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
5219  *
5220  *
5221  * SCHED DOMAINS
5222  *
5223  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
5224  * for all i,j solution, we create a tree of cpus that follows the hardware
5225  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
5226  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of cpus going up the
5227  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
5228  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of cpus in
5229  * the groups.
5230  *
5231  * This yields:
5232  *
5233  *     log_2 n     1     n
5234  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
5235  *     i = 0      2^i   2^i
5236  *                               `- size of each group
5237  *         |         |     `- number of cpus doing load-balance
5238  *         |         `- freq
5239  *         `- sum over all levels
5240  *
5241  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
5242  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
5243  *
5244  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
5245  * to every other cpu in at most O(log n) steps:
5246  *
5247  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
5248  *
5249  *             log_2 n     
5250  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
5251  *             k = 0
5252  *
5253  * And you'll find that:
5254  *
5255  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
5256  *
5257  * Showing there's indeed a path between every cpu in at most O(log n) steps.
5258  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
5259  * of:
5260  *
5261  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
5262  *
5263  *
5264  * WORK CONSERVING
5265  *
5266  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
5267  * balancing is more aggressive and has the newly idle cpu iterate up the domain
5268  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
5269  *
5270  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
5271  * time.
5272  *
5273  * [XXX more?]
5274  *
5275  *
5276  * CGROUPS
5277  *
5278  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
5279  *
5280  *                                s_k,i
5281  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
5282  *                                 S_k
5283  *
5284  * Where
5285  *
5286  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
5287  *
5288  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on cpu i.
5289  *
5290  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
5291  * property.
5292  *
5293  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
5294  *      rewrite all of this once again.]
5295  */ 
5296
5297 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
5298
5299 enum fbq_type { regular, remote, all };
5300
5301 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
5302 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
5303 #define LBF_DST_PINNED  0x04
5304 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
5305
5306 struct lb_env {
5307         struct sched_domain     *sd;
5308
5309         struct rq               *src_rq;
5310         int                     src_cpu;
5311
5312         int                     dst_cpu;
5313         struct rq               *dst_rq;
5314
5315         struct cpumask          *dst_grpmask;
5316         int                     new_dst_cpu;
5317         enum cpu_idle_type      idle;
5318         long                    imbalance;
5319         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
5320         struct cpumask          *cpus;
5321
5322         unsigned int            flags;
5323
5324         unsigned int            loop;
5325         unsigned int            loop_break;
5326         unsigned int            loop_max;
5327
5328         enum fbq_type           fbq_type;
5329         struct list_head        tasks;
5330 };
5331
5332 /*
5333  * Is this task likely cache-hot:
5334  */
5335 static int task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5336 {
5337         s64 delta;
5338
5339         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
5340
5341         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
5342                 return 0;
5343
5344         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
5345                 return 0;
5346
5347         /*
5348          * Buddy candidates are cache hot:
5349          */
5350         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && env->dst_rq->nr_running &&
5351                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
5352                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
5353                 return 1;
5354
5355         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
5356                 return 1;
5357         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
5358                 return 0;
5359
5360         delta = rq_clock_task(env->src_rq) - p->se.exec_start;
5361
5362         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
5363 }
5364
5365 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5366 /* Returns true if the destination node has incurred more faults */
5367 static bool migrate_improves_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5368 {
5369         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
5370         int src_nid, dst_nid;
5371
5372         if (!sched_feat(NUMA_FAVOUR_HIGHER) || !p->numa_faults ||
5373             !(env->sd->flags & SD_NUMA)) {
5374                 return false;
5375         }
5376
5377         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
5378         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
5379
5380         if (src_nid == dst_nid)
5381                 return false;
5382
5383         if (numa_group) {
5384                 /* Task is already in the group's interleave set. */
5385                 if (node_isset(src_nid, numa_group->active_nodes))
5386                         return false;
5387
5388                 /* Task is moving into the group's interleave set. */
5389                 if (node_isset(dst_nid, numa_group->active_nodes))
5390                         return true;
5391
5392                 return group_faults(p, dst_nid) > group_faults(p, src_nid);
5393         }
5394
5395         /* Encourage migration to the preferred node. */
5396         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
5397                 return true;
5398
5399         return task_faults(p, dst_nid) > task_faults(p, src_nid);
5400 }
5401
5402
5403 static bool migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5404 {
5405         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
5406         int src_nid, dst_nid;
5407
5408         if (!sched_feat(NUMA) || !sched_feat(NUMA_RESIST_LOWER))
5409                 return false;
5410
5411         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
5412                 return false;
5413
5414         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
5415         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
5416
5417         if (src_nid == dst_nid)
5418                 return false;
5419
5420         if (numa_group) {
5421                 /* Task is moving within/into the group's interleave set. */
5422                 if (node_isset(dst_nid, numa_group->active_nodes))
5423                         return false;
5424
5425                 /* Task is moving out of the group's interleave set. */
5426                 if (node_isset(src_nid, numa_group->active_nodes))
5427                         return true;
5428
5429                 return group_faults(p, dst_nid) < group_faults(p, src_nid);
5430         }
5431
5432         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
5433         if (src_nid == p->numa_preferred_nid)
5434                 return true;
5435
5436         return task_faults(p, dst_nid) < task_faults(p, src_nid);
5437 }
5438
5439 #else
5440 static inline bool migrate_improves_locality(struct task_struct *p,
5441                                              struct lb_env *env)
5442 {
5443         return false;
5444 }
5445
5446 static inline bool migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
5447                                              struct lb_env *env)
5448 {
5449         return false;
5450 }
5451 #endif
5452
5453 /*
5454  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
5455  */
5456 static
5457 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5458 {
5459         int tsk_cache_hot = 0;
5460
5461         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
5462
5463         /*
5464          * We do not migrate tasks that are:
5465          * 1) throttled_lb_pair, or
5466          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
5467          * 3) running (obviously), or
5468          * 4) are cache-hot on their current CPU.
5469          */
5470         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
5471                 return 0;
5472
5473         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
5474                 int cpu;
5475
5476                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
5477
5478                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
5479
5480                 /*
5481                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
5482                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
5483                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
5484                  *
5485                  * Also avoid computing new_dst_cpu if we have already computed
5486                  * one in current iteration.
5487                  */
5488                 if (!env->dst_grpmask || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
5489                         return 0;
5490
5491                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
5492                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
5493                         if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
5494                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
5495                                 env->new_dst_cpu = cpu;
5496                                 break;
5497                         }
5498                 }
5499
5500                 return 0;
5501         }
5502
5503         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
5504         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
5505
5506         if (task_running(env->src_rq, p)) {
5507                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
5508                 return 0;
5509         }
5510
5511         /*
5512          * Aggressive migration if:
5513          * 1) destination numa is preferred
5514          * 2) task is cache cold, or
5515          * 3) too many balance attempts have failed.
5516          */
5517         tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
5518         if (!tsk_cache_hot)
5519                 tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
5520
5521         if (migrate_improves_locality(p, env) || !tsk_cache_hot ||
5522             env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
5523                 if (tsk_cache_hot) {
5524                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
5525                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
5526                 }
5527                 return 1;
5528         }
5529
5530         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
5531         return 0;
5532 }
5533
5534 /*
5535  * detach_task() -- detach the task for the migration specified in env
5536  */
5537 static void detach_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5538 {
5539         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
5540
5541         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
5542         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
5543         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
5544 }
5545
5546 /*
5547  * detach_one_task() -- tries to dequeue exactly one task from env->src_rq, as
5548  * part of active balancing operations within "domain".
5549  *
5550  * Returns a task if successful and NULL otherwise.
5551  */
5552 static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
5553 {
5554         struct task_struct *p, *n;
5555
5556         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
5557
5558         list_for_each_entry_safe(p, n, &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
5559                 if (!can_migrate_task(p, env))
5560                         continue;
5561
5562                 detach_task(p, env);
5563
5564                 /*
5565                  * Right now, this is only the second place where
5566                  * lb_gained[env->idle] is updated (other is detach_tasks)
5567                  * so we can safely collect stats here rather than
5568                  * inside detach_tasks().
5569                  */
5570                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
5571                 return p;
5572         }
5573         return NULL;
5574 }
5575
5576 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
5577
5578 /*
5579  * detach_tasks() -- tries to detach up to imbalance weighted load from
5580  * busiest_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
5581  *
5582  * Returns number of detached tasks if successful and 0 otherwise.
5583  */
5584 static int detach_tasks(struct lb_env *env)
5585 {
5586         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
5587         struct task_struct *p;
5588         unsigned long load;
5589         int detached = 0;
5590
5591         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
5592
5593         if (env->imbalance <= 0)
5594                 return 0;
5595
5596         while (!list_empty(tasks)) {
5597                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
5598
5599                 env->loop++;
5600                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
5601                 if (env->loop > env->loop_max)
5602                         break;
5603
5604                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
5605                 if (env->loop > env->loop_break) {
5606                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
5607                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
5608                         break;
5609                 }
5610
5611                 if (!can_migrate_task(p, env))
5612                         goto next;
5613
5614                 load = task_h_load(p);
5615
5616                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
5617                         goto next;
5618
5619                 if ((load / 2) > env->imbalance)
5620                         goto next;
5621
5622                 detach_task(p, env);
5623                 list_add(&p->se.group_node, &env->tasks);
5624
5625                 detached++;
5626                 env->imbalance -= load;
5627
5628 #ifdef CONFIG_PREEMPT
5629                 /*
5630                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
5631                  * kernels will stop after the first task is detached to minimize
5632                  * the critical section.
5633                  */
5634                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
5635                         break;
5636 #endif
5637
5638                 /*
5639                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
5640                  * weighted load.
5641                  */
5642                 if (env->imbalance <= 0)
5643                         break;
5644
5645                 continue;
5646 next:
5647                 list_move_tail(&p->se.group_node, tasks);
5648         }
5649
5650         /*
5651          * Right now, this is one of only two places we collect this stat
5652          * so we can safely collect detach_one_task() stats here rather
5653          * than inside detach_one_task().
5654          */
5655         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], detached);
5656
5657         return detached;
5658 }
5659
5660 /*
5661  * attach_task() -- attach the task detached by detach_task() to its new rq.
5662  */
5663 static void attach_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5664 {
5665         lockdep_assert_held(&rq->lock);
5666
5667         BUG_ON(task_rq(p) != rq);
5668         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
5669         activate_task(rq, p, 0);
5670         check_preempt_curr(rq, p, 0);
5671 }
5672
5673 /*
5674  * attach_one_task() -- attaches the task returned from detach_one_task() to
5675  * its new rq.
5676  */
5677 static void attach_one_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5678 {
5679         raw_spin_lock(&rq->lock);
5680         attach_task(rq, p);
5681         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5682 }
5683
5684 /*
5685  * attach_tasks() -- attaches all tasks detached by detach_tasks() to their
5686  * new rq.
5687  */
5688 static void attach_tasks(struct lb_env *env)
5689 {
5690         struct list_head *tasks = &env->tasks;
5691         struct task_struct *p;
5692
5693         raw_spin_lock(&env->dst_rq->lock);
5694
5695         while (!list_empty(tasks)) {
5696                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
5697                 list_del_init(&p->se.group_node);
5698
5699                 attach_task(env->dst_rq, p);
5700         }
5701
5702         raw_spin_unlock(&env->dst_rq->lock);
5703 }
5704
5705 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5706 /*
5707  * update tg->load_weight by folding this cpu's load_avg
5708  */
5709 static void __update_blocked_averages_cpu(struct task_group *tg, int cpu)
5710 {
5711         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
5712         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
5713
5714         /* throttled entities do not contribute to load */
5715         if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
5716                 return;
5717
5718         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
5719
5720         if (se) {
5721                 update_entity_load_avg(se, 1);
5722                 /*
5723                  * We pivot on our runnable average having decayed to zero for
5724                  * list removal.  This generally implies that all our children
5725                  * have also been removed (modulo rounding error or bandwidth
5726                  * control); however, such cases are rare and we can fix these
5727                  * at enqueue.
5728                  *
5729                  * TODO: fix up out-of-order children on enqueue.
5730                  */
5731                 if (!se->avg.runnable_avg_sum && !cfs_rq->nr_running)
5732                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
5733         } else {
5734                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5735                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
5736         }
5737 }
5738
5739 static void update_blocked_averages(int cpu)
5740 {
5741         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5742         struct cfs_rq *cfs_rq;
5743         unsigned long flags;
5744
5745         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5746         update_rq_clock(rq);
5747         /*
5748          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
5749          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
5750          */
5751         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
5752                 /*
5753                  * Note: We may want to consider periodically releasing
5754                  * rq->lock about these updates so that creating many task
5755                  * groups does not result in continually extending hold time.
5756                  */
5757                 __update_blocked_averages_cpu(cfs_rq->tg, rq->cpu);
5758         }
5759
5760         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5761 }
5762
5763 /*
5764  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
5765  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
5766  * group is a fraction of its parents load.
5767  */
5768 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
5769 {
5770         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5771         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
5772         unsigned long now = jiffies;
5773         unsigned long load;
5774
5775         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
5776                 return;
5777
5778         cfs_rq->h_load_next = NULL;
5779         for_each_sched_entity(se) {
5780                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5781                 cfs_rq->h_load_next = se;
5782                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
5783                         break;
5784         }
5785
5786         if (!se) {
5787                 cfs_rq->h_load = cfs_rq->runnable_load_avg;
5788                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
5789         }
5790
5791         while ((se = cfs_rq->h_load_next) != NULL) {
5792                 load = cfs_rq->h_load;
5793                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg_contrib,
5794                                 cfs_rq->runnable_load_avg + 1);
5795                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
5796                 cfs_rq->h_load = load;
5797                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
5798         }
5799 }
5800
5801 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
5802 {
5803         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
5804
5805         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
5806         return div64_ul(p->se.avg.load_avg_contrib * cfs_rq->h_load,
5807                         cfs_rq->runnable_load_avg + 1);
5808 }
5809 #else
5810 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
5811 {
5812 }
5813
5814 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
5815 {
5816         return p->se.avg.load_avg_contrib;
5817 }
5818 #endif
5819
5820 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
5821
5822 enum group_type {
5823         group_other = 0,
5824         group_imbalanced,
5825         group_overloaded,
5826 };
5827
5828 /*
5829  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
5830  */
5831 struct sg_lb_stats {
5832         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
5833         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
5834         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
5835         unsigned long load_per_task;
5836         unsigned long group_capacity;
5837         unsigned int sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
5838         unsigned int group_capacity_factor;
5839         unsigned int idle_cpus;
5840         unsigned int group_weight;
5841         enum group_type group_type;
5842         int group_has_free_capacity;
5843 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5844         unsigned int nr_numa_running;
5845         unsigned int nr_preferred_running;
5846 #endif
5847 };
5848
5849 /*
5850  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
5851  *               during load balancing.
5852  */
5853 struct sd_lb_stats {
5854         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
5855         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
5856         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
5857         unsigned long total_capacity;   /* Total capacity of all groups in sd */
5858         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
5859
5860         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
5861         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
5862 };
5863
5864 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
5865 {
5866         /*
5867          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
5868          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
5869          * We must however clear busiest_stat::avg_load because
5870          * update_sd_pick_busiest() reads this before assignment.
5871          */
5872         *sds = (struct sd_lb_stats){
5873                 .busiest = NULL,
5874                 .local = NULL,
5875                 .total_load = 0UL,
5876                 .total_capacity = 0UL,
5877                 .busiest_stat = {
5878                         .avg_load = 0UL,
5879                         .sum_nr_running = 0,
5880                         .group_type = group_other,
5881                 },
5882         };
5883 }
5884
5885 /**
5886  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
5887  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
5888  * @idle: The idle status of the CPU for whose sd load_idx is obtained.
5889  *
5890  * Return: The load index.
5891  */
5892 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
5893                                         enum cpu_idle_type idle)
5894 {
5895         int load_idx;
5896
5897         switch (idle) {
5898         case CPU_NOT_IDLE:
5899                 load_idx = sd->busy_idx;
5900                 break;
5901
5902         case CPU_NEWLY_IDLE:
5903                 load_idx = sd->newidle_idx;
5904                 break;
5905         default:
5906                 load_idx = sd->idle_idx;
5907                 break;
5908         }
5909
5910         return load_idx;
5911 }
5912
5913 static unsigned long default_scale_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
5914 {
5915         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
5916 }
5917
5918 unsigned long __weak arch_scale_freq_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
5919 {
5920         return default_scale_capacity(sd, cpu);
5921 }
5922
5923 static unsigned long default_scale_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
5924 {
5925         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY) && (sd->span_weight > 1))
5926                 return sd->smt_gain / sd->span_weight;
5927
5928         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
5929 }
5930
5931 unsigned long __weak arch_scale_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
5932 {
5933         return default_scale_cpu_capacity(sd, cpu);
5934 }
5935
5936 static unsigned long scale_rt_capacity(int cpu)
5937 {
5938         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5939         u64 total, available, age_stamp, avg;
5940         s64 delta;
5941
5942         /*
5943          * Since we're reading these variables without serialization make sure
5944          * we read them once before doing sanity checks on them.
5945          */
5946         age_stamp = ACCESS_ONCE(rq->age_stamp);
5947         avg = ACCESS_ONCE(rq->rt_avg);
5948
5949         delta = rq_clock(rq) - age_stamp;
5950         if (unlikely(delta < 0))
5951                 delta = 0;
5952
5953         total = sched_avg_period() + delta;
5954
5955         if (unlikely(total < avg)) {
5956                 /* Ensures that capacity won't end up being negative */
5957                 available = 0;
5958         } else {
5959                 available = total - avg;
5960         }
5961
5962         if (unlikely((s64)total < SCHED_CAPACITY_SCALE))
5963                 total = SCHED_CAPACITY_SCALE;
5964
5965         total >>= SCHED_CAPACITY_SHIFT;
5966
5967         return div_u64(available, total);
5968 }
5969
5970 static void update_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
5971 {
5972         unsigned long capacity = SCHED_CAPACITY_SCALE;
5973         struct sched_group *sdg = sd->groups;
5974
5975         if (sched_feat(ARCH_CAPACITY))
5976                 capacity *= arch_scale_cpu_capacity(sd, cpu);
5977         else
5978                 capacity *= default_scale_cpu_capacity(sd, cpu);
5979
5980         capacity >>= SCHED_CAPACITY_SHIFT;
5981
5982         sdg->sgc->capacity_orig = capacity;
5983
5984         if (sched_feat(ARCH_CAPACITY))
5985                 capacity *= arch_scale_freq_capacity(sd, cpu);
5986         else
5987                 capacity *= default_scale_capacity(sd, cpu);
5988
5989         capacity >>= SCHED_CAPACITY_SHIFT;
5990
5991         capacity *= scale_rt_capacity(cpu);
5992         capacity >>= SCHED_CAPACITY_SHIFT;
5993
5994         if (!capacity)
5995                 capacity = 1;
5996
5997         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity = capacity;
5998         sdg->sgc->capacity = capacity;
5999 }
6000
6001 void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
6002 {
6003         struct sched_domain *child = sd->child;
6004         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
6005         unsigned long capacity, capacity_orig;
6006         unsigned long interval;
6007
6008         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
6009         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
6010         sdg->sgc->next_update = jiffies + interval;
6011
6012         if (!child) {
6013                 update_cpu_capacity(sd, cpu);
6014                 return;
6015         }
6016
6017         capacity_orig = capacity = 0;
6018
6019         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
6020                 /*
6021                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
6022                  * span the current group.
6023                  */
6024
6025                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg)) {
6026                         struct sched_group_capacity *sgc;
6027                         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6028
6029                         /*
6030                          * build_sched_domains() -> init_sched_groups_capacity()
6031                          * gets here before we've attached the domains to the
6032                          * runqueues.
6033                          *
6034                          * Use capacity_of(), which is set irrespective of domains
6035                          * in update_cpu_capacity().
6036                          *
6037                          * This avoids capacity/capacity_orig from being 0 and
6038                          * causing divide-by-zero issues on boot.
6039                          *
6040                          * Runtime updates will correct capacity_orig.
6041                          */
6042                         if (unlikely(!rq->sd)) {
6043                                 capacity_orig += capacity_of(cpu);
6044                                 capacity += capacity_of(cpu);
6045                                 continue;
6046                         }
6047
6048                         sgc = rq->sd->groups->sgc;
6049                         capacity_orig += sgc->capacity_orig;
6050                         capacity += sgc->capacity;
6051                 }
6052         } else  {
6053                 /*
6054                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
6055                  * span the current group.
6056                  */ 
6057
6058                 group = child->groups;
6059                 do {
6060                         capacity_orig += group->sgc->capacity_orig;
6061                         capacity += group->sgc->capacity;
6062                         group = group->next;
6063                 } while (group != child->groups);
6064         }
6065
6066         sdg->sgc->capacity_orig = capacity_orig;
6067         sdg->sgc->capacity = capacity;
6068 }
6069
6070 /*
6071  * Try and fix up capacity for tiny siblings, this is needed when
6072  * things like SD_ASYM_PACKING need f_b_g to select another sibling
6073  * which on its own isn't powerful enough.
6074  *
6075  * See update_sd_pick_busiest() and check_asym_packing().
6076  */
6077 static inline int
6078 fix_small_capacity(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group)
6079 {
6080         /*
6081          * Only siblings can have significantly less than SCHED_CAPACITY_SCALE
6082          */
6083         if (!(sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY))
6084                 return 0;
6085
6086         /*
6087          * If ~90% of the cpu_capacity is still there, we're good.
6088          */
6089         if (group->sgc->capacity * 32 > group->sgc->capacity_orig * 29)
6090                 return 1;
6091
6092         return 0;
6093 }
6094
6095 /*
6096  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
6097  * groups is inadequate due to tsk_cpus_allowed() constraints.
6098  *
6099  * Imagine a situation of two groups of 4 cpus each and 4 tasks each with a
6100  * cpumask covering 1 cpu of the first group and 3 cpus of the second group.
6101  * Something like:
6102  *
6103  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
6104  *              *     * * *
6105  *
6106  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
6107  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
6108  * cpu 3 and leave one of the cpus in the second group unused.
6109  *
6110  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
6111  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
6112  * moving tasks due to affinity constraints.
6113  *
6114  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
6115  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
6116  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
6117  * to create an effective group imbalance.
6118  *
6119  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
6120  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
6121  * subtle and fragile situation.
6122  */
6123
6124 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
6125 {
6126         return group->sgc->imbalance;
6127 }
6128
6129 /*
6130  * Compute the group capacity factor.
6131  *
6132  * Avoid the issue where N*frac(smt_capacity) >= 1 creates 'phantom' cores by
6133  * first dividing out the smt factor and computing the actual number of cores
6134  * and limit unit capacity with that.
6135  */
6136 static inline int sg_capacity_factor(struct lb_env *env, struct sched_group *group)
6137 {
6138         unsigned int capacity_factor, smt, cpus;
6139         unsigned int capacity, capacity_orig;
6140
6141         capacity = group->sgc->capacity;
6142         capacity_orig = group->sgc->capacity_orig;
6143         cpus = group->group_weight;
6144
6145         /* smt := ceil(cpus / capacity), assumes: 1 < smt_capacity < 2 */
6146         smt = DIV_ROUND_UP(SCHED_CAPACITY_SCALE * cpus, capacity_orig);
6147         capacity_factor = cpus / smt; /* cores */
6148
6149         capacity_factor = min_t(unsigned,
6150                 capacity_factor, DIV_ROUND_CLOSEST(capacity, SCHED_CAPACITY_SCALE));
6151         if (!capacity_factor)
6152                 capacity_factor = fix_small_capacity(env->sd, group);
6153
6154         return capacity_factor;
6155 }
6156
6157 static enum group_type
6158 group_classify(struct sched_group *group, struct sg_lb_stats *sgs)
6159 {
6160         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity_factor)
6161                 return group_overloaded;
6162
6163         if (sg_imbalanced(group))
6164                 return group_imbalanced;
6165
6166         return group_other;
6167 }
6168
6169 /**
6170  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
6171  * @env: The load balancing environment.
6172  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
6173  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
6174  * @local_group: Does group contain this_cpu.
6175  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
6176  * @overload: Indicate more than one runnable task for any CPU.
6177  */
6178 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
6179                         struct sched_group *group, int load_idx,
6180                         int local_group, struct sg_lb_stats *sgs,
6181                         bool *overload)
6182 {
6183         unsigned long load;
6184         int i;
6185
6186         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
6187
6188         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
6189                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
6190
6191                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
6192                 if (local_group)
6193                         load = target_load(i, load_idx);
6194                 else
6195                         load = source_load(i, load_idx);
6196
6197                 sgs->group_load += load;
6198                 sgs->sum_nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
6199
6200                 if (rq->nr_running > 1)
6201                         *overload = true;
6202
6203 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6204                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
6205                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
6206 #endif
6207                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
6208                 if (idle_cpu(i))
6209                         sgs->idle_cpus++;
6210         }
6211
6212         /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
6213         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
6214         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_CAPACITY_SCALE) / sgs->group_capacity;
6215
6216         if (sgs->sum_nr_running)
6217                 sgs->load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
6218
6219         sgs->group_weight = group->group_weight;
6220         sgs->group_capacity_factor = sg_capacity_factor(env, group);
6221         sgs->group_type = group_classify(group, sgs);
6222
6223         if (sgs->group_capacity_factor > sgs->sum_nr_running)
6224                 sgs->group_has_free_capacity = 1;
6225 }
6226
6227 /**
6228  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
6229  * @env: The load balancing environment.
6230  * @sds: sched_domain statistics
6231  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
6232  * @sgs: sched_group statistics
6233  *
6234  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
6235  * busiest group.
6236  *
6237  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
6238  * busiest group. %false otherwise.
6239  */
6240 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
6241                                    struct sd_lb_stats *sds,
6242                                    struct sched_group *sg,
6243                                    struct sg_lb_stats *sgs)
6244 {
6245         struct sg_lb_stats *busiest = &sds->busiest_stat;
6246
6247         if (sgs->group_type > busiest->group_type)
6248                 return true;
6249
6250         if (sgs->group_type < busiest->group_type)
6251                 return false;
6252
6253         if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
6254                 return false;
6255
6256         /* This is the busiest node in its class. */
6257         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
6258                 return true;
6259
6260         /*
6261          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
6262          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
6263          * higher than ourself as busy.
6264          */
6265         if (sgs->sum_nr_running && env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
6266                 if (!sds->busiest)
6267                         return true;
6268
6269                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
6270                         return true;
6271         }
6272
6273         return false;
6274 }
6275
6276 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6277 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
6278 {
6279         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_numa_running)
6280                 return regular;
6281         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
6282                 return remote;
6283         return all;
6284 }
6285
6286 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
6287 {
6288         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
6289                 return regular;
6290         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
6291                 return remote;
6292         return all;
6293 }
6294 #else
6295 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
6296 {
6297         return all;
6298 }
6299
6300 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
6301 {
6302         return regular;
6303 }
6304 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
6305
6306 /**
6307  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
6308  * @env: The load balancing environment.
6309  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
6310  */
6311 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6312 {
6313         struct sched_domain *child = env->sd->child;
6314         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
6315         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
6316         int load_idx, prefer_sibling = 0;
6317         bool overload = false;
6318
6319         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
6320                 prefer_sibling = 1;
6321
6322         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
6323
6324         do {
6325                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
6326                 int local_group;
6327
6328                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
6329                 if (local_group) {
6330                         sds->local = sg;
6331                         sgs = &sds->local_stat;
6332
6333                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
6334                             time_after_eq(jiffies, sg->sgc->next_update))
6335                                 update_group_capacity(env->sd, env->dst_cpu);
6336                 }
6337
6338                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, sgs,
6339                                                 &overload);
6340
6341                 if (local_group)
6342                         goto next_group;
6343
6344                 /*
6345                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
6346                  * first, lower the sg capacity factor to one so that we'll try
6347                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
6348                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
6349                  * these excess tasks, i.e. nr_running < group_capacity_factor. The
6350                  * extra check prevents the case where you always pull from the
6351                  * heaviest group when it is already under-utilized (possible
6352                  * with a large weight task outweighs the tasks on the system).
6353                  */
6354                 if (prefer_sibling && sds->local &&
6355                     sds->local_stat.group_has_free_capacity) {
6356                         sgs->group_capacity_factor = min(sgs->group_capacity_factor, 1U);
6357                         sgs->group_type = group_classify(sg, sgs);
6358                 }
6359
6360                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
6361                         sds->busiest = sg;
6362                         sds->busiest_stat = *sgs;
6363                 }
6364
6365 next_group:
6366                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
6367                 sds->total_load += sgs->group_load;
6368                 sds->total_capacity += sgs->group_capacity;
6369
6370                 sg = sg->next;
6371         } while (sg != env->sd->groups);
6372
6373         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
6374                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
6375
6376         if (!env->sd->parent) {
6377                 /* update overload indicator if we are at root domain */
6378                 if (env->dst_rq->rd->overload != overload)
6379                         env->dst_rq->rd->overload = overload;
6380         }
6381
6382 }
6383
6384 /**
6385  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
6386  *                      sched doman.
6387  *
6388  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
6389  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
6390  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
6391  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
6392  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
6393  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
6394  *
6395  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
6396  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
6397  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
6398  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
6399  * number.
6400  *
6401  * Return: 1 when packing is required and a task should be moved to
6402  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
6403  *
6404  * @env: The load balancing environment.
6405  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
6406  */
6407 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6408 {
6409         int busiest_cpu;
6410
6411         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
6412                 return 0;
6413
6414         if (!sds->busiest)
6415                 return 0;
6416
6417         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
6418         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
6419                 return 0;
6420
6421         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
6422                 sds->busiest_stat.avg_load * sds->busiest_stat.group_capacity,
6423                 SCHED_CAPACITY_SCALE);
6424
6425         return 1;
6426 }
6427
6428 /**
6429  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
6430  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
6431  *                      load balancing.
6432  * @env: The load balancing environment.
6433  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
6434  */
6435 static inline
6436 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6437 {
6438         unsigned long tmp, capa_now = 0, capa_move = 0;
6439         unsigned int imbn = 2;
6440         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
6441         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
6442
6443         local = &sds->local_stat;
6444         busiest = &sds->busiest_stat;
6445
6446         if (!local->sum_nr_running)
6447                 local->load_per_task = cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
6448         else if (busiest->load_per_task > local->load_per_task)
6449                 imbn = 1;
6450
6451         scaled_busy_load_per_task =
6452                 (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
6453                 busiest->group_capacity;
6454
6455         if (busiest->avg_load + scaled_busy_load_per_task >=
6456             local->avg_load + (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
6457                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
6458                 return;
6459         }
6460
6461         /*
6462          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
6463          * however we may be able to increase total CPU capacity used by
6464          * moving them.
6465          */
6466
6467         capa_now += busiest->group_capacity *
6468                         min(busiest->load_per_task, busiest->avg_load);
6469         capa_now += local->group_capacity *
6470                         min(local->load_per_task, local->avg_load);
6471         capa_now /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
6472
6473         /* Amount of load we'd subtract */
6474         if (busiest->avg_load > scaled_busy_load_per_task) {
6475                 capa_move += busiest->group_capacity *
6476                             min(busiest->load_per_task,
6477                                 busiest->avg_load - scaled_busy_load_per_task);
6478         }
6479
6480         /* Amount of load we'd add */
6481         if (busiest->avg_load * busiest->group_capacity <
6482             busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) {
6483                 tmp = (busiest->avg_load * busiest->group_capacity) /
6484                       local->group_capacity;
6485         } else {
6486                 tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
6487                       local->group_capacity;
6488         }
6489         capa_move += local->group_capacity *
6490                     min(local->load_per_task, local->avg_load + tmp);
6491         capa_move /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
6492
6493         /* Move if we gain throughput */
6494         if (capa_move > capa_now)
6495                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
6496 }
6497
6498 /**
6499  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
6500  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
6501  * @env: load balance environment
6502  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
6503  */
6504 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6505 {
6506         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
6507         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
6508
6509         local = &sds->local_stat;
6510         busiest = &sds->busiest_stat;
6511
6512         if (busiest->group_type == group_imbalanced) {
6513                 /*
6514                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
6515                  * to ensure cpu-load equilibrium, look at wider averages. XXX
6516                  */
6517                 busiest->load_per_task =
6518                         min(busiest->load_per_task, sds->avg_load);
6519         }
6520
6521         /*
6522          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
6523          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
6524          * its cpu_capacity, while calculating max_load..)
6525          */
6526         if (busiest->avg_load <= sds->avg_load ||
6527             local->avg_load >= sds->avg_load) {
6528                 env->imbalance = 0;
6529                 return fix_small_imbalance(env, sds);
6530         }
6531
6532         /*
6533          * If there aren't any idle cpus, avoid creating some.
6534          */
6535         if (busiest->group_type == group_overloaded &&
6536             local->group_type   == group_overloaded) {
6537                 load_above_capacity =
6538                         (busiest->sum_nr_running - busiest->group_capacity_factor);
6539
6540                 load_above_capacity *= (SCHED_LOAD_SCALE * SCHED_CAPACITY_SCALE);
6541                 load_above_capacity /= busiest->group_capacity;
6542         }
6543
6544         /*
6545          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
6546          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
6547          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
6548          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
6549          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
6550          * for the minimum possible imbalance.
6551          */
6552         max_pull = min(busiest->avg_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
6553
6554         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
6555         env->imbalance = min(
6556                 max_pull * busiest->group_capacity,
6557                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_capacity
6558         ) / SCHED_CAPACITY_SCALE;
6559
6560         /*
6561          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
6562          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
6563          * a think about bumping its value to force at least one task to be
6564          * moved
6565          */
6566         if (env->imbalance < busiest->load_per_task)
6567                 return fix_small_imbalance(env, sds);
6568 }
6569
6570 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
6571
6572 /**
6573  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
6574  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
6575  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
6576  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
6577  * such a group exists.
6578  *
6579  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
6580  * to restore balance.
6581  *
6582  * @env: The load balancing environment.
6583  *
6584  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
6585  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
6586  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
6587  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
6588  */
6589 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
6590 {
6591         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
6592         struct sd_lb_stats sds;
6593
6594         init_sd_lb_stats(&sds);
6595
6596         /*
6597          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
6598          * this level.
6599          */
6600         update_sd_lb_stats(env, &sds);
6601         local = &sds.local_stat;
6602         busiest = &sds.busiest_stat;
6603
6604         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
6605             check_asym_packing(env, &sds))
6606                 return sds.busiest;
6607
6608         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
6609         if (!sds.busiest || busiest->sum_nr_running == 0)
6610                 goto out_balanced;
6611
6612         sds.avg_load = (SCHED_CAPACITY_SCALE * sds.total_load)
6613                                                 / sds.total_capacity;
6614
6615         /*
6616          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
6617          * work because they assume all things are equal, which typically
6618          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
6619          */
6620         if (busiest->group_type == group_imbalanced)
6621                 goto force_balance;
6622
6623         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
6624         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && local->group_has_free_capacity &&
6625             !busiest->group_has_free_capacity)
6626                 goto force_balance;
6627
6628         /*
6629          * If the local group is busier than the selected busiest group
6630          * don't try and pull any tasks.
6631          */
6632         if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
6633                 goto out_balanced;
6634
6635         /*
6636          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
6637          * average load.
6638          */
6639         if (local->avg_load >= sds.avg_load)
6640                 goto out_balanced;
6641
6642         if (env->idle == CPU_IDLE) {
6643                 /*
6644                  * This cpu is idle. If the busiest group is not overloaded
6645                  * and there is no imbalance between this and busiest group
6646                  * wrt idle cpus, it is balanced. The imbalance becomes
6647                  * significant if the diff is greater than 1 otherwise we
6648                  * might end up to just move the imbalance on another group
6649                  */
6650                 if ((busiest->group_type != group_overloaded) &&
6651                                 (local->idle_cpus <= (busiest->idle_cpus + 1)))
6652                         goto out_balanced;
6653         } else {
6654                 /*
6655                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
6656                  * imbalance_pct to be conservative.
6657                  */
6658                 if (100 * busiest->avg_load <=
6659                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
6660                         goto out_balanced;
6661         }
6662
6663 force_balance:
6664         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
6665         calculate_imbalance(env, &sds);
6666         return sds.busiest;
6667
6668 out_balanced:
6669         env->imbalance = 0;
6670         return NULL;
6671 }
6672
6673 /*
6674  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
6675  */
6676 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
6677                                      struct sched_group *group)
6678 {
6679         struct rq *busiest = NULL, *rq;
6680         unsigned long busiest_load = 0, busiest_capacity = 1;
6681         int i;
6682
6683         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
6684                 unsigned long capacity, capacity_factor, wl;
6685                 enum fbq_type rt;
6686
6687                 rq = cpu_rq(i);
6688                 rt = fbq_classify_rq(rq);
6689
6690                 /*
6691                  * We classify groups/runqueues into three groups:
6692                  *  - regular: there are !numa tasks
6693                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
6694                  *  - all:     there is no distinction
6695                  *
6696                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
6697                  * ignore those when there's better options.
6698                  *
6699                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
6700                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
6701                  * queue by moving tasks around inside the node.
6702                  *
6703                  * If we cannot move enough load due to this classification
6704                  * the next pass will adjust the group classification and
6705                  * allow migration of more tasks.
6706                  *
6707                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
6708                  */
6709                 if (rt > env->fbq_type)
6710                         continue;
6711
6712                 capacity = capacity_of(i);
6713                 capacity_factor = DIV_ROUND_CLOSEST(capacity, SCHED_CAPACITY_SCALE);
6714                 if (!capacity_factor)
6715                         capacity_factor = fix_small_capacity(env->sd, group);
6716
6717                 wl = weighted_cpuload(i);
6718
6719                 /*
6720                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
6721                  * which is not scaled with the cpu capacity.
6722                  */
6723                 if (capacity_factor && rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance)
6724                         continue;
6725
6726                 /*
6727                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
6728                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu capacity, so
6729                  * that the load can be moved away from the cpu that is
6730                  * potentially running at a lower capacity.
6731                  *
6732                  * Thus we're looking for max(wl_i / capacity_i), crosswise
6733                  * multiplication to rid ourselves of the division works out
6734                  * to: wl_i * capacity_j > wl_j * capacity_i;  where j is
6735                  * our previous maximum.
6736                  */
6737                 if (wl * busiest_capacity > busiest_load * capacity) {
6738                         busiest_load = wl;
6739                         busiest_capacity = capacity;
6740                         busiest = rq;
6741                 }
6742         }
6743
6744         return busiest;
6745 }
6746
6747 /*
6748  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
6749  * so long as it is large enough.
6750  */
6751 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
6752
6753 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
6754 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
6755
6756 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
6757 {
6758         struct sched_domain *sd = env->sd;
6759
6760         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
6761
6762                 /*
6763                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
6764                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
6765                  * lowest numbered CPUs.
6766                  */
6767                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
6768                         return 1;
6769         }
6770
6771         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
6772 }
6773
6774 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
6775
6776 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
6777 {
6778         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
6779         struct cpumask *sg_cpus, *sg_mask;
6780         int cpu, balance_cpu = -1;
6781
6782         /*
6783          * In the newly idle case, we will allow all the cpu's
6784          * to do the newly idle load balance.
6785          */
6786         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6787                 return 1;
6788
6789         sg_cpus = sched_group_cpus(sg);
6790         sg_mask = sched_group_mask(sg);
6791         /* Try to find first idle cpu */
6792         for_each_cpu_and(cpu, sg_cpus, env->cpus) {
6793                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, sg_mask) || !idle_cpu(cpu))
6794                         continue;
6795
6796                 balance_cpu = cpu;
6797                 break;
6798         }
6799
6800         if (balance_cpu == -1)
6801                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
6802
6803         /*
6804          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
6805          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
6806          */
6807         return balance_cpu == env->dst_cpu;
6808 }
6809
6810 /*
6811  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
6812  * tasks if there is an imbalance.
6813  */
6814 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
6815                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
6816                         int *continue_balancing)
6817 {
6818         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
6819         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
6820         struct sched_group *group;
6821         struct rq *busiest;
6822         unsigned long flags;
6823         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(load_balance_mask);
6824
6825         struct lb_env env = {
6826                 .sd             = sd,
6827                 .dst_cpu        = this_cpu,
6828                 .dst_rq         = this_rq,
6829                 .dst_grpmask    = sched_group_cpus(sd->groups),
6830                 .idle           = idle,
6831                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
6832                 .cpus           = cpus,
6833                 .fbq_type       = all,
6834                 .tasks          = LIST_HEAD_INIT(env.tasks),
6835         };
6836
6837         /*
6838          * For NEWLY_IDLE load_balancing, we don't need to consider
6839          * other cpus in our group
6840          */
6841         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6842                 env.dst_grpmask = NULL;
6843
6844         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
6845
6846         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
6847
6848 redo:
6849         if (!should_we_balance(&env)) {
6850                 *continue_balancing = 0;
6851                 goto out_balanced;
6852         }
6853
6854         group = find_busiest_group(&env);
6855         if (!group) {
6856                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
6857                 goto out_balanced;
6858         }
6859
6860         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
6861         if (!busiest) {
6862                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
6863                 goto out_balanced;
6864         }
6865
6866         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
6867
6868         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
6869
6870         ld_moved = 0;
6871         if (busiest->nr_running > 1) {
6872                 /*
6873                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
6874                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
6875                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
6876                  * correctly treated as an imbalance.
6877                  */
6878                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
6879                 env.src_cpu   = busiest->cpu;
6880                 env.src_rq    = busiest;
6881                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
6882
6883 more_balance:
6884                 raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
6885
6886                 /*
6887                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
6888                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
6889                  */
6890                 cur_ld_moved = detach_tasks(&env);
6891
6892                 /*
6893                  * We've detached some tasks from busiest_rq. Every
6894                  * task is masked "TASK_ON_RQ_MIGRATING", so we can safely
6895                  * unlock busiest->lock, and we are able to be sure
6896                  * that nobody can manipulate the tasks in parallel.
6897                  * See task_rq_lock() family for the details.
6898                  */
6899
6900                 raw_spin_unlock(&busiest->lock);
6901
6902                 if (cur_ld_moved) {
6903                         attach_tasks(&env);
6904                         ld_moved += cur_ld_moved;
6905                 }
6906
6907                 local_irq_restore(flags);
6908
6909                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
6910                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
6911                         goto more_balance;
6912                 }
6913
6914                 /*
6915                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
6916                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
6917                  * where they can run. The upper limit on how many times we
6918                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
6919                  * sched_group.
6920                  *
6921                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
6922                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
6923                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
6924                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
6925                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
6926                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
6927                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
6928                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
6929                  * This however should not happen so much in practice and
6930                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
6931                  * excess load moved.
6932                  */
6933                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
6934
6935                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
6936                         cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
6937
6938                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
6939                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
6940                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
6941                         env.loop         = 0;
6942                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
6943
6944                         /*
6945                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
6946                          * need to continue with same src_cpu.
6947                          */
6948                         goto more_balance;
6949                 }
6950
6951                 /*
6952                  * We failed to reach balance because of affinity.
6953                  */
6954                 if (sd_parent) {
6955                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
6956
6957                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0)
6958                                 *group_imbalance = 1;
6959                 }
6960
6961                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
6962                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
6963                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
6964                         if (!cpumask_empty(cpus)) {
6965                                 env.loop = 0;
6966                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
6967                                 goto redo;
6968                         }
6969                         goto out_all_pinned;
6970                 }
6971         }
6972
6973         if (!ld_moved) {
6974                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
6975                 /*
6976                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
6977                  * We do not want newidle balance, which can be very
6978                  * frequent, pollute the failure counter causing
6979                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
6980                  */
6981                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
6982                         sd->nr_balance_failed++;
6983
6984                 if (need_active_balance(&env)) {
6985                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
6986
6987                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
6988                          * if the curr task on busiest cpu can't be
6989                          * moved to this_cpu
6990                          */
6991                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
6992                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
6993                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
6994                                                             flags);
6995                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
6996                                 goto out_one_pinned;
6997                         }
6998
6999                         /*
7000                          * ->active_balance synchronizes accesses to
7001                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
7002                          * only after active load balance is finished.
7003                          */
7004                         if (!busiest->active_balance) {
7005                                 busiest->active_balance = 1;
7006                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
7007                                 active_balance = 1;
7008                         }
7009                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
7010
7011                         if (active_balance) {
7012                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
7013                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
7014                                         &busiest->active_balance_work);
7015                         }
7016
7017                         /*
7018                          * We've kicked active balancing, reset the failure
7019                          * counter.
7020                          */
7021                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
7022                 }
7023         } else
7024                 sd->nr_balance_failed = 0;
7025
7026         if (likely(!active_balance)) {
7027                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
7028                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
7029         } else {
7030                 /*
7031                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
7032                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
7033                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
7034                  * detach_tasks).
7035                  */
7036                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
7037                         sd->balance_interval *= 2;
7038         }
7039
7040         goto out;
7041
7042 out_balanced:
7043         /*
7044          * We reach balance although we may have faced some affinity
7045          * constraints. Clear the imbalance flag if it was set.
7046          */
7047         if (sd_parent) {
7048                 int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
7049
7050                 if (*group_imbalance)
7051                         *group_imbalance = 0;
7052         }
7053
7054 out_all_pinned:
7055         /*
7056          * We reach balance because all tasks are pinned at this level so
7057          * we can't migrate them. Let the imbalance flag set so parent level
7058          * can try to migrate them.
7059          */
7060         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
7061
7062         sd->nr_balance_failed = 0;
7063
7064 out_one_pinned:
7065         /* tune up the balancing interval */
7066         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
7067                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
7068                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
7069                 sd->balance_interval *= 2;
7070
7071         ld_moved = 0;
7072 out:
7073         return ld_moved;
7074 }
7075
7076 static inline unsigned long
7077 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
7078 {
7079         unsigned long interval = sd->balance_interval;
7080
7081         if (cpu_busy)
7082                 interval *= sd->busy_factor;
7083
7084         /* scale ms to jiffies */
7085         interval = msecs_to_jiffies(interval);
7086         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
7087
7088         return interval;
7089 }
7090
7091 static inline void
7092 update_next_balance(struct sched_domain *sd, int cpu_busy, unsigned long *next_balance)
7093 {
7094         unsigned long interval, next;
7095
7096         interval = get_sd_balance_interval(sd, cpu_busy);
7097         next = sd->last_balance + interval;
7098
7099         if (time_after(*next_balance, next))
7100                 *next_balance = next;
7101 }
7102
7103 /*
7104  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
7105  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
7106  */
7107 static int idle_balance(struct rq *this_rq)
7108 {
7109         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
7110         int this_cpu = this_rq->cpu;
7111         struct sched_domain *sd;
7112         int pulled_task = 0;
7113         u64 curr_cost = 0;
7114
7115         idle_enter_fair(this_rq);
7116
7117         /*
7118          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
7119          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
7120          */
7121         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
7122
7123         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost ||
7124             !this_rq->rd->overload) {
7125                 rcu_read_lock();
7126                 sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
7127                 if (sd)
7128                         update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
7129                 rcu_read_unlock();
7130
7131                 goto out;
7132         }
7133
7134         /*
7135          * Drop the rq->lock, but keep IRQ/preempt disabled.
7136          */
7137         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
7138
7139         update_blocked_averages(this_cpu);
7140         rcu_read_lock();
7141         for_each_domain(this_cpu, sd) {
7142                 int continue_balancing = 1;
7143                 u64 t0, domain_cost;
7144
7145                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
7146                         continue;
7147
7148                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost) {
7149                         update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
7150                         break;
7151                 }
7152
7153                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
7154                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
7155
7156                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
7157                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
7158                                                    &continue_balancing);
7159
7160                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
7161                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
7162                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
7163
7164                         curr_cost += domain_cost;
7165                 }
7166
7167                 update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
7168
7169                 /*
7170                  * Stop searching for tasks to pull if there are
7171                  * now runnable tasks on this rq.
7172                  */
7173                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0)
7174                         break;
7175         }
7176         rcu_read_unlock();
7177
7178         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
7179
7180         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
7181                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
7182
7183         /*
7184          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
7185          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
7186          * pretend we pulled a task.
7187          */
7188         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
7189                 pulled_task = 1;
7190
7191 out:
7192         /* Move the next balance forward */
7193         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
7194                 this_rq->next_balance = next_balance;
7195
7196         /* Is there a task of a high priority class? */
7197         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
7198                 pulled_task = -1;
7199
7200         if (pulled_task) {
7201                 idle_exit_fair(this_rq);
7202                 this_rq->idle_stamp = 0;
7203         }
7204
7205         return pulled_task;
7206 }
7207
7208 /*
7209  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
7210  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
7211  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
7212  * avoids physical / logical imbalances.
7213  */
7214 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
7215 {
7216         struct rq *busiest_rq = data;
7217         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
7218         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
7219         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
7220         struct sched_domain *sd;
7221         struct task_struct *p = NULL;
7222
7223         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
7224
7225         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
7226         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
7227                      !busiest_rq->active_balance))
7228                 goto out_unlock;
7229
7230         /* Is there any task to move? */
7231         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
7232                 goto out_unlock;
7233
7234         /*
7235          * This condition is "impossible", if it occurs
7236          * we need to fix it. Originally reported by
7237          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
7238          */
7239         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
7240
7241         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
7242         rcu_read_lock();
7243         for_each_domain(target_cpu, sd) {
7244                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
7245                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
7246                                 break;
7247         }
7248
7249         if (likely(sd)) {
7250                 struct lb_env env = {
7251                         .sd             = sd,
7252                         .dst_cpu        = target_cpu,
7253                         .dst_rq         = target_rq,
7254                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
7255                         .src_rq         = busiest_rq,
7256                         .idle           = CPU_IDLE,
7257                 };
7258
7259                 schedstat_inc(sd, alb_count);
7260
7261                 p = detach_one_task(&env);
7262                 if (p)
7263                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
7264                 else
7265                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
7266         }
7267         rcu_read_unlock();
7268 out_unlock:
7269         busiest_rq->active_balance = 0;
7270         raw_spin_unlock(&busiest_rq->lock);
7271
7272         if (p)
7273                 attach_one_task(target_rq, p);
7274
7275         local_irq_enable();
7276
7277         return 0;
7278 }
7279
7280 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
7281 {
7282         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
7283 }
7284
7285 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7286 /*
7287  * idle load balancing details
7288  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
7289  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
7290  *   load balancing for all the idle CPUs.
7291  */
7292 static struct {
7293         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
7294         atomic_t nr_cpus;
7295         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
7296 } nohz ____cacheline_aligned;
7297
7298 static inline int find_new_ilb(void)
7299 {
7300         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
7301
7302         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
7303                 return ilb;
7304
7305         return nr_cpu_ids;
7306 }
7307
7308 /*
7309  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
7310  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
7311  * CPU (if there is one).
7312  */
7313 static void nohz_balancer_kick(void)
7314 {
7315         int ilb_cpu;
7316
7317         nohz.next_balance++;
7318
7319         ilb_cpu = find_new_ilb();
7320
7321         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
7322                 return;
7323
7324         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
7325                 return;
7326         /*
7327          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
7328          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
7329          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
7330          * will be run before returning from the IPI.
7331          */
7332         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
7333         return;
7334 }
7335
7336 static inline void nohz_balance_exit_idle(int cpu)
7337 {
7338         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
7339                 /*
7340                  * Completely isolated CPUs don't ever set, so we must test.
7341                  */
7342                 if (likely(cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))) {
7343                         cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
7344                         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
7345                 }
7346                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
7347         }
7348 }
7349
7350 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
7351 {
7352         struct sched_domain *sd;
7353         int cpu = smp_processor_id();
7354
7355         rcu_read_lock();
7356         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
7357
7358         if (!sd || !sd->nohz_idle)
7359                 goto unlock;
7360         sd->nohz_idle = 0;
7361
7362         atomic_inc(&sd->groups->sgc->nr_busy_cpus);
7363 unlock:
7364         rcu_read_unlock();
7365 }
7366
7367 void set_cpu_sd_state_idle(void)
7368 {
7369         struct sched_domain *sd;
7370         int cpu = smp_processor_id();
7371
7372         rcu_read_lock();
7373         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
7374
7375         if (!sd || sd->nohz_idle)
7376                 goto unlock;
7377         sd->nohz_idle = 1;
7378
7379         atomic_dec(&sd->groups->sgc->nr_busy_cpus);
7380 unlock:
7381         rcu_read_unlock();
7382 }
7383
7384 /*
7385  * This routine will record that the cpu is going idle with tick stopped.
7386  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
7387  */
7388 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
7389 {
7390         /*
7391          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
7392          */
7393         if (!cpu_active(cpu))
7394                 return;
7395
7396         if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
7397                 return;
7398
7399         /*
7400          * If we're a completely isolated CPU, we don't play.
7401          */
7402         if (on_null_domain(cpu_rq(cpu)))
7403                 return;
7404
7405         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
7406         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
7407         set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
7408 }
7409
7410 static int sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
7411                                         unsigned long action, void *hcpu)
7412 {
7413         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
7414         case CPU_DYING:
7415                 nohz_balance_exit_idle(smp_processor_id());
7416                 return NOTIFY_OK;
7417         default:
7418                 return NOTIFY_DONE;
7419         }
7420 }
7421 #endif
7422
7423 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
7424
7425 /*
7426  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
7427  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
7428  */
7429 void update_max_interval(void)
7430 {
7431         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
7432 }
7433
7434 /*
7435  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
7436  * and initiates a balancing operation if so.
7437  *
7438  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
7439  */
7440 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
7441 {
7442         int continue_balancing = 1;
7443         int cpu = rq->cpu;
7444         unsigned long interval;
7445         struct sched_domain *sd;
7446         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
7447         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
7448         int update_next_balance = 0;
7449         int need_serialize, need_decay = 0;
7450         u64 max_cost = 0;
7451
7452         update_blocked_averages(cpu);
7453
7454         rcu_read_lock();
7455         for_each_domain(cpu, sd) {
7456                 /*
7457                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
7458                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
7459                  */
7460                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
7461                         sd->max_newidle_lb_cost =
7462                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
7463                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
7464                         need_decay = 1;
7465                 }
7466                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
7467
7468                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
7469                         continue;
7470
7471                 /*
7472                  * Stop the load balance at this level. There is another
7473                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
7474                  * actively.
7475                  */
7476                 if (!continue_balancing) {
7477                         if (need_decay)
7478                                 continue;
7479                         break;
7480                 }
7481
7482                 interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
7483
7484                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
7485                 if (need_serialize) {
7486                         if (!spin_trylock(&balancing))
7487                                 goto out;
7488                 }
7489
7490                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
7491                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
7492                                 /*
7493                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
7494                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
7495                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
7496                                  */
7497                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
7498                         }
7499                         sd->last_balance = jiffies;
7500                         interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
7501                 }
7502                 if (need_serialize)
7503                         spin_unlock(&balancing);
7504 out:
7505                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
7506                         next_balance = sd->last_balance + interval;
7507                         update_next_balance = 1;
7508                 }
7509         }
7510         if (need_decay) {
7511                 /*
7512                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
7513                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
7514                  */
7515                 rq->max_idle_balance_cost =
7516                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
7517         }
7518         rcu_read_unlock();
7519
7520         /*
7521          * next_balance will be updated only when there is a need.
7522          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
7523          * updated.
7524          */
7525         if (likely(update_next_balance))
7526                 rq->next_balance = next_balance;
7527 }
7528
7529 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7530 /*
7531  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
7532  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
7533  */
7534 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
7535 {
7536         int this_cpu = this_rq->cpu;
7537         struct rq *rq;
7538         int balance_cpu;
7539
7540         if (idle != CPU_IDLE ||
7541             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
7542                 goto end;
7543
7544         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
7545                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
7546                         continue;
7547
7548                 /*
7549                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
7550                  * work being done for other cpus. Next load
7551                  * balancing owner will pick it up.
7552                  */
7553                 if (need_resched())
7554                         break;
7555
7556                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
7557
7558                 /*
7559                  * If time for next balance is due,
7560                  * do the balance.
7561                  */
7562                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
7563                         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
7564                         update_rq_clock(rq);
7565                         update_idle_cpu_load(rq);
7566                         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
7567                         rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
7568                 }
7569
7570                 if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
7571                         this_rq->next_balance = rq->next_balance;
7572         }
7573         nohz.next_balance = this_rq->next_balance;
7574 end:
7575         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
7576 }
7577
7578 /*
7579  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
7580  * of an idle cpu is the system.
7581  *   - This rq has more than one task.
7582  *   - At any scheduler domain level, this cpu's scheduler group has multiple
7583  *     busy cpu's exceeding the group's capacity.
7584  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
7585  *     domain span are idle.
7586  */
7587 static inline int nohz_kick_needed(struct rq *rq)
7588 {
7589         unsigned long now = jiffies;
7590         struct sched_domain *sd;
7591         struct sched_group_capacity *sgc;
7592         int nr_busy, cpu = rq->cpu;
7593
7594         if (unlikely(rq->idle_balance))
7595                 return 0;
7596
7597        /*
7598         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
7599         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
7600         */
7601         set_cpu_sd_state_busy();
7602         nohz_balance_exit_idle(cpu);
7603
7604         /*
7605          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
7606          * balancing.
7607          */
7608         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
7609                 return 0;
7610
7611         if (time_before(now, nohz.next_balance))
7612                 return 0;
7613
7614         if (rq->nr_running >= 2)
7615                 goto need_kick;
7616
7617         rcu_read_lock();
7618         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
7619
7620         if (sd) {
7621                 sgc = sd->groups->sgc;
7622                 nr_busy = atomic_read(&sgc->nr_busy_cpus);
7623
7624                 if (nr_busy > 1)
7625                         goto need_kick_unlock;
7626         }
7627
7628         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym, cpu));
7629
7630         if (sd && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
7631                                   sched_domain_span(sd)) < cpu))
7632                 goto need_kick_unlock;
7633
7634         rcu_read_unlock();
7635         return 0;
7636
7637 need_kick_unlock:
7638         rcu_read_unlock();
7639 need_kick:
7640         return 1;
7641 }
7642 #else
7643 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle) { }
7644 #endif
7645
7646 /*
7647  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
7648  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
7649  */
7650 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
7651 {
7652         struct rq *this_rq = this_rq();
7653         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
7654                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
7655
7656         rebalance_domains(this_rq, idle);
7657
7658         /*
7659          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
7660          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
7661          * stopped.
7662          */
7663         nohz_idle_balance(this_rq, idle);
7664 }
7665
7666 /*
7667  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
7668  */
7669 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
7670 {
7671         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
7672         if (unlikely(on_null_domain(rq)))
7673                 return;
7674
7675         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
7676                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
7677 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7678         if (nohz_kick_needed(rq))
7679                 nohz_balancer_kick();
7680 #endif
7681 }
7682
7683 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
7684 {
7685         update_sysctl();
7686
7687         update_runtime_enabled(rq);
7688 }
7689
7690 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
7691 {
7692         update_sysctl();
7693
7694         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
7695         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
7696 }
7697
7698 #endif /* CONFIG_SMP */
7699
7700 /*
7701  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
7702  */
7703 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
7704 {
7705         struct cfs_rq *cfs_rq;
7706         struct sched_entity *se = &curr->se;
7707
7708         for_each_sched_entity(se) {
7709                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7710                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
7711         }
7712
7713         if (numabalancing_enabled)
7714                 task_tick_numa(rq, curr);
7715
7716         update_rq_runnable_avg(rq, 1);
7717 }
7718
7719 /*
7720  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
7721  *  - child not yet on the tasklist
7722  *  - preemption disabled
7723  */
7724 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
7725 {
7726         struct cfs_rq *cfs_rq;
7727         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
7728         int this_cpu = smp_processor_id();
7729         struct rq *rq = this_rq();
7730         unsigned long flags;
7731
7732         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7733
7734         update_rq_clock(rq);
7735
7736         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
7737         curr = cfs_rq->curr;
7738
7739         /*
7740          * Not only the cpu but also the task_group of the parent might have
7741          * been changed after parent->se.parent,cfs_rq were copied to
7742          * child->se.parent,cfs_rq. So call __set_task_cpu() to make those
7743          * of child point to valid ones.
7744          */
7745         rcu_read_lock();
7746         __set_task_cpu(p, this_cpu);
7747         rcu_read_unlock();
7748
7749         update_curr(cfs_rq);
7750
7751         if (curr)
7752                 se->vruntime = curr->vruntime;
7753         place_entity(cfs_rq, se, 1);
7754
7755         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
7756                 /*
7757                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
7758                  * 'current' within the tree based on its new key value.
7759                  */
7760                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
7761                 resched_curr(rq);
7762         }
7763
7764         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
7765
7766         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7767 }
7768
7769 /*
7770  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
7771  * the current task.
7772  */
7773 static void
7774 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
7775 {
7776         if (!task_on_rq_queued(p))
7777                 return;
7778
7779         /*
7780          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
7781          * our priority decreased, or if we are not currently running on
7782          * this runqueue and our priority is higher than the current's
7783          */
7784         if (rq->curr == p) {
7785                 if (p->prio > oldprio)
7786                         resched_curr(rq);
7787         } else
7788                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
7789 }
7790
7791 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7792 {
7793         struct sched_entity *se = &p->se;
7794         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7795
7796         /*
7797          * Ensure the task's vruntime is normalized, so that when it's
7798          * switched back to the fair class the enqueue_entity(.flags=0) will
7799          * do the right thing.
7800          *
7801          * If it's queued, then the dequeue_entity(.flags=0) will already
7802          * have normalized the vruntime, if it's !queued, then only when
7803          * the task is sleeping will it still have non-normalized vruntime.
7804          */
7805         if (!task_on_rq_queued(p) && p->state != TASK_RUNNING) {
7806                 /*
7807                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
7808                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
7809                  */
7810                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
7811                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
7812         }
7813
7814 #ifdef CONFIG_SMP
7815         /*
7816         * Remove our load from contribution when we leave sched_fair
7817         * and ensure we don't carry in an old decay_count if we
7818         * switch back.
7819         */
7820         if (se->avg.decay_count) {
7821                 __synchronize_entity_decay(se);
7822                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
7823         }
7824 #endif
7825 }
7826
7827 /*
7828  * We switched to the sched_fair class.
7829  */
7830 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7831 {
7832 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7833         struct sched_entity *se = &p->se;
7834         /*
7835          * Since the real-depth could have been changed (only FAIR
7836          * class maintain depth value), reset depth properly.
7837          */
7838         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
7839 #endif
7840         if (!task_on_rq_queued(p))
7841                 return;
7842
7843         /*
7844          * We were most likely switched from sched_rt, so
7845          * kick off the schedule if running, otherwise just see
7846          * if we can still preempt the current task.
7847          */
7848         if (rq->curr == p)
7849                 resched_curr(rq);
7850         else
7851                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
7852 }
7853
7854 /* Account for a task changing its policy or group.
7855  *
7856  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
7857  * migrates between groups/classes.
7858  */
7859 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
7860 {
7861         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
7862
7863         for_each_sched_entity(se) {
7864                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7865
7866                 set_next_entity(cfs_rq, se);
7867                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
7868                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
7869         }
7870 }
7871
7872 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
7873 {
7874         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
7875         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
7876 #ifndef CONFIG_64BIT
7877         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
7878 #endif
7879 #ifdef CONFIG_SMP
7880         atomic64_set(&cfs_rq->decay_counter, 1);
7881         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_load, 0);
7882 #endif
7883 }
7884
7885 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7886 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p, int queued)
7887 {
7888         struct sched_entity *se = &p->se;
7889         struct cfs_rq *cfs_rq;
7890
7891         /*
7892          * If the task was not on the rq at the time of this cgroup movement
7893          * it must have been asleep, sleeping tasks keep their ->vruntime
7894          * absolute on their old rq until wakeup (needed for the fair sleeper
7895          * bonus in place_entity()).
7896          *
7897          * If it was on the rq, we've just 'preempted' it, which does convert
7898          * ->vruntime to a relative base.
7899          *
7900          * Make sure both cases convert their relative position when migrating
7901          * to another cgroup's rq. This does somewhat interfere with the
7902          * fair sleeper stuff for the first placement, but who cares.
7903          */
7904         /*
7905          * When !queued, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
7906          * But there are some cases where it has already been normalized:
7907          *
7908          * - Moving a forked child which is waiting for being woken up by
7909          *   wake_up_new_task().
7910          * - Moving a task which has been woken up by try_to_wake_up() and
7911          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
7912          *
7913          * To prevent boost or penalty in the new cfs_rq caused by delta
7914          * min_vruntime between the two cfs_rqs, we skip vruntime adjustment.
7915          */
7916         if (!queued && (!se->sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING))
7917                 queued = 1;
7918
7919         if (!queued)
7920                 se->vruntime -= cfs_rq_of(se)->min_vruntime;
7921         set_task_rq(p, task_cpu(p));
7922         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
7923         if (!queued) {
7924                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7925                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
7926 #ifdef CONFIG_SMP
7927                 /*
7928                  * migrate_task_rq_fair() will have removed our previous
7929                  * contribution, but we must synchronize for ongoing future
7930                  * decay.
7931                  */
7932                 se->avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
7933                 cfs_rq->blocked_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
7934 #endif
7935         }
7936 }
7937
7938 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
7939 {
7940         int i;
7941
7942         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
7943
7944         for_each_possible_cpu(i) {
7945                 if (tg->cfs_rq)
7946                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
7947                 if (tg->se)
7948                         kfree(tg->se[i]);
7949         }
7950
7951         kfree(tg->cfs_rq);
7952         kfree(tg->se);
7953 }
7954
7955 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7956 {
7957         struct cfs_rq *cfs_rq;
7958         struct sched_entity *se;
7959         int i;
7960
7961         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
7962         if (!tg->cfs_rq)
7963                 goto err;
7964         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
7965         if (!tg->se)
7966                 goto err;
7967
7968         tg->shares = NICE_0_LOAD;
7969
7970         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
7971
7972         for_each_possible_cpu(i) {
7973                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
7974                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7975                 if (!cfs_rq)
7976                         goto err;
7977
7978                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
7979                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7980                 if (!se)
7981                         goto err_free_rq;
7982
7983                 init_cfs_rq(cfs_rq);
7984                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
7985         }
7986
7987         return 1;
7988
7989 err_free_rq:
7990         kfree(cfs_rq);
7991 err:
7992         return 0;
7993 }
7994
7995 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
7996 {
7997         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7998         unsigned long flags;
7999
8000         /*
8001         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
8002         * check on_list without danger of it being re-added.
8003         */
8004         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
8005                 return;
8006
8007         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
8008         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
8009         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
8010 }
8011
8012 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
8013                         struct sched_entity *se, int cpu,
8014                         struct sched_entity *parent)
8015 {
8016         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8017
8018         cfs_rq->tg = tg;
8019         cfs_rq->rq = rq;
8020         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
8021
8022         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
8023         tg->se[cpu] = se;
8024
8025         /* se could be NULL for root_task_group */
8026         if (!se)
8027                 return;
8028
8029         if (!parent) {
8030                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
8031                 se->depth = 0;
8032         } else {
8033                 se->cfs_rq = parent->my_q;
8034                 se->depth = parent->depth + 1;
8035         }
8036
8037         se->my_q = cfs_rq;
8038         /* guarantee group entities always have weight */
8039         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
8040         se->parent = parent;
8041 }
8042
8043 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
8044
8045 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
8046 {
8047         int i;
8048         unsigned long flags;
8049
8050         /*
8051          * We can't change the weight of the root cgroup.
8052          */
8053         if (!tg->se[0])
8054                 return -EINVAL;
8055
8056         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
8057
8058         mutex_lock(&shares_mutex);
8059         if (tg->shares == shares)
8060                 goto done;
8061
8062         tg->shares = shares;
8063         for_each_possible_cpu(i) {
8064                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
8065                 struct sched_entity *se;
8066
8067                 se = tg->se[i];
8068                 /* Propagate contribution to hierarchy */
8069                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
8070
8071                 /* Possible calls to update_curr() need rq clock */
8072                 update_rq_clock(rq);
8073                 for_each_sched_entity(se)
8074                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
8075                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
8076         }
8077
8078 done:
8079         mutex_unlock(&shares_mutex);
8080         return 0;
8081 }
8082 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8083
8084 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
8085
8086 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
8087 {
8088         return 1;
8089 }
8090
8091 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
8092
8093 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8094
8095
8096 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
8097 {
8098         struct sched_entity *se = &task->se;
8099         unsigned int rr_interval = 0;
8100
8101         /*
8102          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
8103          * idle runqueue:
8104          */
8105         if (rq->cfs.load.weight)
8106                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
8107
8108         return rr_interval;
8109 }
8110
8111 /*
8112  * All the scheduling class methods:
8113  */
8114 const struct sched_class fair_sched_class = {
8115         .next                   = &idle_sched_class,
8116         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
8117         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
8118         .yield_task             = yield_task_fair,
8119         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
8120
8121         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
8122
8123         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
8124         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
8125
8126 #ifdef CONFIG_SMP
8127         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
8128         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
8129
8130         .rq_online              = rq_online_fair,
8131         .rq_offline             = rq_offline_fair,
8132
8133         .task_waking            = task_waking_fair,
8134 #endif
8135
8136         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
8137         .task_tick              = task_tick_fair,
8138         .task_fork              = task_fork_fair,
8139
8140         .prio_changed           = prio_changed_fair,
8141         .switched_from          = switched_from_fair,
8142         .switched_to            = switched_to_fair,
8143
8144         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
8145
8146         .update_curr            = update_curr_fair,
8147
8148 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8149         .task_move_group        = task_move_group_fair,
8150 #endif
8151 };
8152
8153 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
8154 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
8155 {
8156         struct cfs_rq *cfs_rq;
8157
8158         rcu_read_lock();
8159         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
8160                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
8161         rcu_read_unlock();
8162 }
8163 #endif
8164
8165 __init void init_sched_fair_class(void)
8166 {
8167 #ifdef CONFIG_SMP
8168         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
8169
8170 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8171         nohz.next_balance = jiffies;
8172         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
8173         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
8174 #endif
8175 #endif /* SMP */
8176
8177 }