Merge branch 'sched/urgent' into sched/core
[firefly-linux-kernel-4.4.55.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/slab.h>
27 #include <linux/profile.h>
28 #include <linux/interrupt.h>
29 #include <linux/mempolicy.h>
30 #include <linux/migrate.h>
31 #include <linux/task_work.h>
32
33 #include <trace/events/sched.h>
34
35 #include "sched.h"
36
37 /*
38  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
39  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
40  *
41  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
42  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
43  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
44  * based scheduling concepts.
45  *
46  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
47  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
48  */
49 unsigned int sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
50 unsigned int normalized_sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
51
52 /*
53  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
54  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
55  *
56  * Options are:
57  * SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
58  * SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
59  * SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
60  */
61 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling
62         = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
63
64 /*
65  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
66  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
67  */
68 unsigned int sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
69 unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
70
71 /*
72  * is kept at sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity
73  */
74 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
75
76 /*
77  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
78  * parent will (try to) run first.
79  */
80 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
81
82 /*
83  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
84  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
85  *
86  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
87  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
88  * have immediate wakeup/sleep latencies.
89  */
90 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
91 unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
92
93 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost = 500000UL;
94
95 /*
96  * The exponential sliding  window over which load is averaged for shares
97  * distribution.
98  * (default: 10msec)
99  */
100 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_shares_window = 10000000UL;
101
102 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
103 /*
104  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
105  * each time a cfs_rq requests quota.
106  *
107  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
108  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
109  * we will always only issue the remaining available time.
110  *
111  * default: 5 msec, units: microseconds
112   */
113 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice = 5000UL;
114 #endif
115
116 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
117 {
118         lw->weight += inc;
119         lw->inv_weight = 0;
120 }
121
122 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
123 {
124         lw->weight -= dec;
125         lw->inv_weight = 0;
126 }
127
128 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
129 {
130         lw->weight = w;
131         lw->inv_weight = 0;
132 }
133
134 /*
135  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
136  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
137  * to users decreases. But the relationship is not linear,
138  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
139  * number of CPUs.
140  *
141  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
142  */
143 static int get_update_sysctl_factor(void)
144 {
145         unsigned int cpus = min_t(int, num_online_cpus(), 8);
146         unsigned int factor;
147
148         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
149         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
150                 factor = 1;
151                 break;
152         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
153                 factor = cpus;
154                 break;
155         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
156         default:
157                 factor = 1 + ilog2(cpus);
158                 break;
159         }
160
161         return factor;
162 }
163
164 static void update_sysctl(void)
165 {
166         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
167
168 #define SET_SYSCTL(name) \
169         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
170         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
171         SET_SYSCTL(sched_latency);
172         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
173 #undef SET_SYSCTL
174 }
175
176 void sched_init_granularity(void)
177 {
178         update_sysctl();
179 }
180
181 #define WMULT_CONST     (~0U)
182 #define WMULT_SHIFT     32
183
184 static void __update_inv_weight(struct load_weight *lw)
185 {
186         unsigned long w;
187
188         if (likely(lw->inv_weight))
189                 return;
190
191         w = scale_load_down(lw->weight);
192
193         if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
194                 lw->inv_weight = 1;
195         else if (unlikely(!w))
196                 lw->inv_weight = WMULT_CONST;
197         else
198                 lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
199 }
200
201 /*
202  * delta_exec * weight / lw.weight
203  *   OR
204  * (delta_exec * (weight * lw->inv_weight)) >> WMULT_SHIFT
205  *
206  * Either weight := NICE_0_LOAD and lw \e prio_to_wmult[], in which case
207  * we're guaranteed shift stays positive because inv_weight is guaranteed to
208  * fit 32 bits, and NICE_0_LOAD gives another 10 bits; therefore shift >= 22.
209  *
210  * Or, weight =< lw.weight (because lw.weight is the runqueue weight), thus
211  * weight/lw.weight <= 1, and therefore our shift will also be positive.
212  */
213 static u64 __calc_delta(u64 delta_exec, unsigned long weight, struct load_weight *lw)
214 {
215         u64 fact = scale_load_down(weight);
216         int shift = WMULT_SHIFT;
217
218         __update_inv_weight(lw);
219
220         if (unlikely(fact >> 32)) {
221                 while (fact >> 32) {
222                         fact >>= 1;
223                         shift--;
224                 }
225         }
226
227         /* hint to use a 32x32->64 mul */
228         fact = (u64)(u32)fact * lw->inv_weight;
229
230         while (fact >> 32) {
231                 fact >>= 1;
232                 shift--;
233         }
234
235         return mul_u64_u32_shr(delta_exec, fact, shift);
236 }
237
238
239 const struct sched_class fair_sched_class;
240
241 /**************************************************************
242  * CFS operations on generic schedulable entities:
243  */
244
245 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
246
247 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
248 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
249 {
250         return cfs_rq->rq;
251 }
252
253 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
254 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
255
256 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
257 {
258 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
259         WARN_ON_ONCE(!entity_is_task(se));
260 #endif
261         return container_of(se, struct task_struct, se);
262 }
263
264 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
265 #define for_each_sched_entity(se) \
266                 for (; se; se = se->parent)
267
268 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
269 {
270         return p->se.cfs_rq;
271 }
272
273 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
274 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
275 {
276         return se->cfs_rq;
277 }
278
279 /* runqueue "owned" by this group */
280 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
281 {
282         return grp->my_q;
283 }
284
285 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
286                                        int force_update);
287
288 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
289 {
290         if (!cfs_rq->on_list) {
291                 /*
292                  * Ensure we either appear before our parent (if already
293                  * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
294                  * enqueued.  The fact that we always enqueue bottom-up
295                  * reduces this to two cases.
296                  */
297                 if (cfs_rq->tg->parent &&
298                     cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu_of(rq_of(cfs_rq))]->on_list) {
299                         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
300                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
301                 } else {
302                         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
303                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
304                 }
305
306                 cfs_rq->on_list = 1;
307                 /* We should have no load, but we need to update last_decay. */
308                 update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 0);
309         }
310 }
311
312 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
313 {
314         if (cfs_rq->on_list) {
315                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
316                 cfs_rq->on_list = 0;
317         }
318 }
319
320 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
321 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
322         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
323
324 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
325 static inline struct cfs_rq *
326 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
327 {
328         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
329                 return se->cfs_rq;
330
331         return NULL;
332 }
333
334 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
335 {
336         return se->parent;
337 }
338
339 static void
340 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
341 {
342         int se_depth, pse_depth;
343
344         /*
345          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
346          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
347          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
348          * parent.
349          */
350
351         /* First walk up until both entities are at same depth */
352         se_depth = (*se)->depth;
353         pse_depth = (*pse)->depth;
354
355         while (se_depth > pse_depth) {
356                 se_depth--;
357                 *se = parent_entity(*se);
358         }
359
360         while (pse_depth > se_depth) {
361                 pse_depth--;
362                 *pse = parent_entity(*pse);
363         }
364
365         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
366                 *se = parent_entity(*se);
367                 *pse = parent_entity(*pse);
368         }
369 }
370
371 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
372
373 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
374 {
375         return container_of(se, struct task_struct, se);
376 }
377
378 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
379 {
380         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
381 }
382
383 #define entity_is_task(se)      1
384
385 #define for_each_sched_entity(se) \
386                 for (; se; se = NULL)
387
388 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
389 {
390         return &task_rq(p)->cfs;
391 }
392
393 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
394 {
395         struct task_struct *p = task_of(se);
396         struct rq *rq = task_rq(p);
397
398         return &rq->cfs;
399 }
400
401 /* runqueue "owned" by this group */
402 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
403 {
404         return NULL;
405 }
406
407 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
408 {
409 }
410
411 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
412 {
413 }
414
415 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
416                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
417
418 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
419 {
420         return NULL;
421 }
422
423 static inline void
424 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
425 {
426 }
427
428 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
429
430 static __always_inline
431 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec);
432
433 /**************************************************************
434  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
435  */
436
437 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
438 {
439         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
440         if (delta > 0)
441                 max_vruntime = vruntime;
442
443         return max_vruntime;
444 }
445
446 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
447 {
448         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
449         if (delta < 0)
450                 min_vruntime = vruntime;
451
452         return min_vruntime;
453 }
454
455 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
456                                 struct sched_entity *b)
457 {
458         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
459 }
460
461 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
462 {
463         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
464
465         if (cfs_rq->curr)
466                 vruntime = cfs_rq->curr->vruntime;
467
468         if (cfs_rq->rb_leftmost) {
469                 struct sched_entity *se = rb_entry(cfs_rq->rb_leftmost,
470                                                    struct sched_entity,
471                                                    run_node);
472
473                 if (!cfs_rq->curr)
474                         vruntime = se->vruntime;
475                 else
476                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
477         }
478
479         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
480         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
481 #ifndef CONFIG_64BIT
482         smp_wmb();
483         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
484 #endif
485 }
486
487 /*
488  * Enqueue an entity into the rb-tree:
489  */
490 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
491 {
492         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
493         struct rb_node *parent = NULL;
494         struct sched_entity *entry;
495         int leftmost = 1;
496
497         /*
498          * Find the right place in the rbtree:
499          */
500         while (*link) {
501                 parent = *link;
502                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
503                 /*
504                  * We dont care about collisions. Nodes with
505                  * the same key stay together.
506                  */
507                 if (entity_before(se, entry)) {
508                         link = &parent->rb_left;
509                 } else {
510                         link = &parent->rb_right;
511                         leftmost = 0;
512                 }
513         }
514
515         /*
516          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
517          * used):
518          */
519         if (leftmost)
520                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
521
522         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
523         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
524 }
525
526 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
527 {
528         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node) {
529                 struct rb_node *next_node;
530
531                 next_node = rb_next(&se->run_node);
532                 cfs_rq->rb_leftmost = next_node;
533         }
534
535         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
536 }
537
538 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
539 {
540         struct rb_node *left = cfs_rq->rb_leftmost;
541
542         if (!left)
543                 return NULL;
544
545         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
546 }
547
548 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
549 {
550         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
551
552         if (!next)
553                 return NULL;
554
555         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
556 }
557
558 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
559 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
560 {
561         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline);
562
563         if (!last)
564                 return NULL;
565
566         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
567 }
568
569 /**************************************************************
570  * Scheduling class statistics methods:
571  */
572
573 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
574                 void __user *buffer, size_t *lenp,
575                 loff_t *ppos)
576 {
577         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
578         int factor = get_update_sysctl_factor();
579
580         if (ret || !write)
581                 return ret;
582
583         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
584                                         sysctl_sched_min_granularity);
585
586 #define WRT_SYSCTL(name) \
587         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
588         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
589         WRT_SYSCTL(sched_latency);
590         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
591 #undef WRT_SYSCTL
592
593         return 0;
594 }
595 #endif
596
597 /*
598  * delta /= w
599  */
600 static inline u64 calc_delta_fair(u64 delta, struct sched_entity *se)
601 {
602         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
603                 delta = __calc_delta(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
604
605         return delta;
606 }
607
608 /*
609  * The idea is to set a period in which each task runs once.
610  *
611  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
612  * this period because otherwise the slices get too small.
613  *
614  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
615  */
616 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
617 {
618         u64 period = sysctl_sched_latency;
619         unsigned long nr_latency = sched_nr_latency;
620
621         if (unlikely(nr_running > nr_latency)) {
622                 period = sysctl_sched_min_granularity;
623                 period *= nr_running;
624         }
625
626         return period;
627 }
628
629 /*
630  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
631  * proportional to the weight.
632  *
633  * s = p*P[w/rw]
634  */
635 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
636 {
637         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
638
639         for_each_sched_entity(se) {
640                 struct load_weight *load;
641                 struct load_weight lw;
642
643                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
644                 load = &cfs_rq->load;
645
646                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
647                         lw = cfs_rq->load;
648
649                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
650                         load = &lw;
651                 }
652                 slice = __calc_delta(slice, se->load.weight, load);
653         }
654         return slice;
655 }
656
657 /*
658  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
659  *
660  * vs = s/w
661  */
662 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
663 {
664         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
665 }
666
667 #ifdef CONFIG_SMP
668 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
669
670 static inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se);
671
672 /* Give new task start runnable values to heavy its load in infant time */
673 void init_task_runnable_average(struct task_struct *p)
674 {
675         u32 slice;
676
677         p->se.avg.decay_count = 0;
678         slice = sched_slice(task_cfs_rq(p), &p->se) >> 10;
679         p->se.avg.runnable_avg_sum = slice;
680         p->se.avg.runnable_avg_period = slice;
681         __update_task_entity_contrib(&p->se);
682 }
683 #else
684 void init_task_runnable_average(struct task_struct *p)
685 {
686 }
687 #endif
688
689 /*
690  * Update the current task's runtime statistics.
691  */
692 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
693 {
694         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
695         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
696         u64 delta_exec;
697
698         if (unlikely(!curr))
699                 return;
700
701         delta_exec = now - curr->exec_start;
702         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
703                 return;
704
705         curr->exec_start = now;
706
707         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
708                       max(delta_exec, curr->statistics.exec_max));
709
710         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
711         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
712
713         curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
714         update_min_vruntime(cfs_rq);
715
716         if (entity_is_task(curr)) {
717                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
718
719                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
720                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
721                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
722         }
723
724         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
725 }
726
727 static inline void
728 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
729 {
730         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
731 }
732
733 /*
734  * Task is being enqueued - update stats:
735  */
736 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
737 {
738         /*
739          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
740          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
741          */
742         if (se != cfs_rq->curr)
743                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
744 }
745
746 static void
747 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
748 {
749         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
750                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start));
751         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
752         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
753                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
754 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
755         if (entity_is_task(se)) {
756                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
757                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
758         }
759 #endif
760         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
761 }
762
763 static inline void
764 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
765 {
766         /*
767          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
768          * waiting task:
769          */
770         if (se != cfs_rq->curr)
771                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
772 }
773
774 /*
775  * We are picking a new current task - update its stats:
776  */
777 static inline void
778 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
779 {
780         /*
781          * We are starting a new run period:
782          */
783         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
784 }
785
786 /**************************************************
787  * Scheduling class queueing methods:
788  */
789
790 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
791 /*
792  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
793  * calculated based on the tasks virtual memory size and
794  * numa_balancing_scan_size.
795  */
796 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
797 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
798
799 /* Portion of address space to scan in MB */
800 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
801
802 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
803 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
804
805 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
806 {
807         unsigned long rss = 0;
808         unsigned long nr_scan_pages;
809
810         /*
811          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
812          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
813          * on resident pages
814          */
815         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
816         rss = get_mm_rss(p->mm);
817         if (!rss)
818                 rss = nr_scan_pages;
819
820         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
821         return rss / nr_scan_pages;
822 }
823
824 /* For sanitys sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
825 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
826
827 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
828 {
829         unsigned int scan, floor;
830         unsigned int windows = 1;
831
832         if (sysctl_numa_balancing_scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
833                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / sysctl_numa_balancing_scan_size;
834         floor = 1000 / windows;
835
836         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
837         return max_t(unsigned int, floor, scan);
838 }
839
840 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
841 {
842         unsigned int smin = task_scan_min(p);
843         unsigned int smax;
844
845         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
846         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
847         return max(smin, smax);
848 }
849
850 static void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
851 {
852         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != -1);
853         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
854 }
855
856 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
857 {
858         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != -1);
859         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
860 }
861
862 struct numa_group {
863         atomic_t refcount;
864
865         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
866         int nr_tasks;
867         pid_t gid;
868         struct list_head task_list;
869
870         struct rcu_head rcu;
871         nodemask_t active_nodes;
872         unsigned long total_faults;
873         /*
874          * Faults_cpu is used to decide whether memory should move
875          * towards the CPU. As a consequence, these stats are weighted
876          * more by CPU use than by memory faults.
877          */
878         unsigned long *faults_cpu;
879         unsigned long faults[0];
880 };
881
882 /* Shared or private faults. */
883 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES 2
884
885 /* Memory and CPU locality */
886 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS (NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * 2)
887
888 /* Averaged statistics, and temporary buffers. */
889 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS (NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * 2)
890
891 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
892 {
893         return p->numa_group ? p->numa_group->gid : 0;
894 }
895
896 static inline int task_faults_idx(int nid, int priv)
897 {
898         return NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * nid + priv;
899 }
900
901 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
902 {
903         if (!p->numa_faults_memory)
904                 return 0;
905
906         return p->numa_faults_memory[task_faults_idx(nid, 0)] +
907                 p->numa_faults_memory[task_faults_idx(nid, 1)];
908 }
909
910 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
911 {
912         if (!p->numa_group)
913                 return 0;
914
915         return p->numa_group->faults[task_faults_idx(nid, 0)] +
916                 p->numa_group->faults[task_faults_idx(nid, 1)];
917 }
918
919 static inline unsigned long group_faults_cpu(struct numa_group *group, int nid)
920 {
921         return group->faults_cpu[task_faults_idx(nid, 0)] +
922                 group->faults_cpu[task_faults_idx(nid, 1)];
923 }
924
925 /*
926  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
927  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
928  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
929  * evenly spread out between numa nodes.
930  */
931 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid)
932 {
933         unsigned long total_faults;
934
935         if (!p->numa_faults_memory)
936                 return 0;
937
938         total_faults = p->total_numa_faults;
939
940         if (!total_faults)
941                 return 0;
942
943         return 1000 * task_faults(p, nid) / total_faults;
944 }
945
946 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid)
947 {
948         if (!p->numa_group || !p->numa_group->total_faults)
949                 return 0;
950
951         return 1000 * group_faults(p, nid) / p->numa_group->total_faults;
952 }
953
954 bool should_numa_migrate_memory(struct task_struct *p, struct page * page,
955                                 int src_nid, int dst_cpu)
956 {
957         struct numa_group *ng = p->numa_group;
958         int dst_nid = cpu_to_node(dst_cpu);
959         int last_cpupid, this_cpupid;
960
961         this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(dst_cpu, current->pid);
962
963         /*
964          * Multi-stage node selection is used in conjunction with a periodic
965          * migration fault to build a temporal task<->page relation. By using
966          * a two-stage filter we remove short/unlikely relations.
967          *
968          * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist probability, we can equate
969          * a task's usage of a particular page (n_p) per total usage of this
970          * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
971          *
972          * Our periodic faults will sample this probability and getting the
973          * same result twice in a row, given these samples are fully
974          * independent, is then given by P(n)^2, provided our sample period
975          * is sufficiently short compared to the usage pattern.
976          *
977          * This quadric squishes small probabilities, making it less likely we
978          * act on an unlikely task<->page relation.
979          */
980         last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
981         if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) &&
982                                 cpupid_to_nid(last_cpupid) != dst_nid)
983                 return false;
984
985         /* Always allow migrate on private faults */
986         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
987                 return true;
988
989         /* A shared fault, but p->numa_group has not been set up yet. */
990         if (!ng)
991                 return true;
992
993         /*
994          * Do not migrate if the destination is not a node that
995          * is actively used by this numa group.
996          */
997         if (!node_isset(dst_nid, ng->active_nodes))
998                 return false;
999
1000         /*
1001          * Source is a node that is not actively used by this
1002          * numa group, while the destination is. Migrate.
1003          */
1004         if (!node_isset(src_nid, ng->active_nodes))
1005                 return true;
1006
1007         /*
1008          * Both source and destination are nodes in active
1009          * use by this numa group. Maximize memory bandwidth
1010          * by migrating from more heavily used groups, to less
1011          * heavily used ones, spreading the load around.
1012          * Use a 1/4 hysteresis to avoid spurious page movement.
1013          */
1014         return group_faults(p, dst_nid) < (group_faults(p, src_nid) * 3 / 4);
1015 }
1016
1017 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu);
1018 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
1019 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
1020 static unsigned long power_of(int cpu);
1021 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg);
1022
1023 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
1024 struct numa_stats {
1025         unsigned long nr_running;
1026         unsigned long load;
1027
1028         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
1029         unsigned long power;
1030
1031         /* Approximate capacity in terms of runnable tasks on a node */
1032         unsigned long capacity;
1033         int has_capacity;
1034 };
1035
1036 /*
1037  * XXX borrowed from update_sg_lb_stats
1038  */
1039 static void update_numa_stats(struct numa_stats *ns, int nid)
1040 {
1041         int cpu, cpus = 0;
1042
1043         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1044         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1045                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1046
1047                 ns->nr_running += rq->nr_running;
1048                 ns->load += weighted_cpuload(cpu);
1049                 ns->power += power_of(cpu);
1050
1051                 cpus++;
1052         }
1053
1054         /*
1055          * If we raced with hotplug and there are no CPUs left in our mask
1056          * the @ns structure is NULL'ed and task_numa_compare() will
1057          * not find this node attractive.
1058          *
1059          * We'll either bail at !has_capacity, or we'll detect a huge imbalance
1060          * and bail there.
1061          */
1062         if (!cpus)
1063                 return;
1064
1065         ns->load = (ns->load * SCHED_POWER_SCALE) / ns->power;
1066         ns->capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(ns->power, SCHED_POWER_SCALE);
1067         ns->has_capacity = (ns->nr_running < ns->capacity);
1068 }
1069
1070 struct task_numa_env {
1071         struct task_struct *p;
1072
1073         int src_cpu, src_nid;
1074         int dst_cpu, dst_nid;
1075
1076         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1077
1078         int imbalance_pct;
1079
1080         struct task_struct *best_task;
1081         long best_imp;
1082         int best_cpu;
1083 };
1084
1085 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1086                              struct task_struct *p, long imp)
1087 {
1088         if (env->best_task)
1089                 put_task_struct(env->best_task);
1090         if (p)
1091                 get_task_struct(p);
1092
1093         env->best_task = p;
1094         env->best_imp = imp;
1095         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1096 }
1097
1098 /*
1099  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1100  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1101  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1102  * be exchanged with the source task
1103  */
1104 static void task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1105                               long taskimp, long groupimp)
1106 {
1107         struct rq *src_rq = cpu_rq(env->src_cpu);
1108         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1109         struct task_struct *cur;
1110         long dst_load, src_load;
1111         long load;
1112         long imp = (groupimp > 0) ? groupimp : taskimp;
1113
1114         rcu_read_lock();
1115         cur = ACCESS_ONCE(dst_rq->curr);
1116         if (cur->pid == 0) /* idle */
1117                 cur = NULL;
1118
1119         /*
1120          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1121          * source and destination node. Calculate the total differential for
1122          * the source task and potential destination task. The more negative
1123          * the value is, the more rmeote accesses that would be expected to
1124          * be incurred if the tasks were swapped.
1125          */
1126         if (cur) {
1127                 /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu */
1128                 if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, tsk_cpus_allowed(cur)))
1129                         goto unlock;
1130
1131                 /*
1132                  * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1133                  * in any group then look only at task weights.
1134                  */
1135                 if (cur->numa_group == env->p->numa_group) {
1136                         imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid) -
1137                               task_weight(cur, env->dst_nid);
1138                         /*
1139                          * Add some hysteresis to prevent swapping the
1140                          * tasks within a group over tiny differences.
1141                          */
1142                         if (cur->numa_group)
1143                                 imp -= imp/16;
1144                 } else {
1145                         /*
1146                          * Compare the group weights. If a task is all by
1147                          * itself (not part of a group), use the task weight
1148                          * instead.
1149                          */
1150                         if (env->p->numa_group)
1151                                 imp = groupimp;
1152                         else
1153                                 imp = taskimp;
1154
1155                         if (cur->numa_group)
1156                                 imp += group_weight(cur, env->src_nid) -
1157                                        group_weight(cur, env->dst_nid);
1158                         else
1159                                 imp += task_weight(cur, env->src_nid) -
1160                                        task_weight(cur, env->dst_nid);
1161                 }
1162         }
1163
1164         if (imp < env->best_imp)
1165                 goto unlock;
1166
1167         if (!cur) {
1168                 /* Is there capacity at our destination? */
1169                 if (env->src_stats.has_capacity &&
1170                     !env->dst_stats.has_capacity)
1171                         goto unlock;
1172
1173                 goto balance;
1174         }
1175
1176         /* Balance doesn't matter much if we're running a task per cpu */
1177         if (src_rq->nr_running == 1 && dst_rq->nr_running == 1)
1178                 goto assign;
1179
1180         /*
1181          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1182          */
1183 balance:
1184         dst_load = env->dst_stats.load;
1185         src_load = env->src_stats.load;
1186
1187         /* XXX missing power terms */
1188         load = task_h_load(env->p);
1189         dst_load += load;
1190         src_load -= load;
1191
1192         if (cur) {
1193                 load = task_h_load(cur);
1194                 dst_load -= load;
1195                 src_load += load;
1196         }
1197
1198         /* make src_load the smaller */
1199         if (dst_load < src_load)
1200                 swap(dst_load, src_load);
1201
1202         if (src_load * env->imbalance_pct < dst_load * 100)
1203                 goto unlock;
1204
1205 assign:
1206         task_numa_assign(env, cur, imp);
1207 unlock:
1208         rcu_read_unlock();
1209 }
1210
1211 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1212                                 long taskimp, long groupimp)
1213 {
1214         int cpu;
1215
1216         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1217                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1218                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(env->p)))
1219                         continue;
1220
1221                 env->dst_cpu = cpu;
1222                 task_numa_compare(env, taskimp, groupimp);
1223         }
1224 }
1225
1226 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1227 {
1228         struct task_numa_env env = {
1229                 .p = p,
1230
1231                 .src_cpu = task_cpu(p),
1232                 .src_nid = task_node(p),
1233
1234                 .imbalance_pct = 112,
1235
1236                 .best_task = NULL,
1237                 .best_imp = 0,
1238                 .best_cpu = -1
1239         };
1240         struct sched_domain *sd;
1241         unsigned long taskweight, groupweight;
1242         int nid, ret;
1243         long taskimp, groupimp;
1244
1245         /*
1246          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1247          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1248          *
1249          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1250          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1251          * to satisfy here.
1252          */
1253         rcu_read_lock();
1254         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1255         if (sd)
1256                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1257         rcu_read_unlock();
1258
1259         /*
1260          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
1261          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
1262          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
1263          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
1264          */
1265         if (unlikely(!sd)) {
1266                 p->numa_preferred_nid = task_node(p);
1267                 return -EINVAL;
1268         }
1269
1270         taskweight = task_weight(p, env.src_nid);
1271         groupweight = group_weight(p, env.src_nid);
1272         update_numa_stats(&env.src_stats, env.src_nid);
1273         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
1274         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid) - taskweight;
1275         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid) - groupweight;
1276         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1277
1278         /* If the preferred nid has capacity, try to use it. */
1279         if (env.dst_stats.has_capacity)
1280                 task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1281
1282         /* No space available on the preferred nid. Look elsewhere. */
1283         if (env.best_cpu == -1) {
1284                 for_each_online_node(nid) {
1285                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
1286                                 continue;
1287
1288                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
1289                         taskimp = task_weight(p, nid) - taskweight;
1290                         groupimp = group_weight(p, nid) - groupweight;
1291                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
1292                                 continue;
1293
1294                         env.dst_nid = nid;
1295                         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1296                         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1297                 }
1298         }
1299
1300         /* No better CPU than the current one was found. */
1301         if (env.best_cpu == -1)
1302                 return -EAGAIN;
1303
1304         sched_setnuma(p, env.dst_nid);
1305
1306         /*
1307          * Reset the scan period if the task is being rescheduled on an
1308          * alternative node to recheck if the tasks is now properly placed.
1309          */
1310         p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1311
1312         if (env.best_task == NULL) {
1313                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
1314                 if (ret != 0)
1315                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_cpu);
1316                 return ret;
1317         }
1318
1319         ret = migrate_swap(p, env.best_task);
1320         if (ret != 0)
1321                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, task_cpu(env.best_task));
1322         put_task_struct(env.best_task);
1323         return ret;
1324 }
1325
1326 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
1327 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
1328 {
1329         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
1330         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == -1 || !p->numa_faults_memory))
1331                 return;
1332
1333         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
1334         p->numa_migrate_retry = jiffies + HZ;
1335
1336         /* Success if task is already running on preferred CPU */
1337         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
1338                 return;
1339
1340         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
1341         task_numa_migrate(p);
1342 }
1343
1344 /*
1345  * Find the nodes on which the workload is actively running. We do this by
1346  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
1347  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
1348  * located.
1349  *
1350  * The bitmask is used to make smarter decisions on when to do NUMA page
1351  * migrations, To prevent flip-flopping, and excessive page migrations, nodes
1352  * are added when they cause over 6/16 of the maximum number of faults, but
1353  * only removed when they drop below 3/16.
1354  */
1355 static void update_numa_active_node_mask(struct numa_group *numa_group)
1356 {
1357         unsigned long faults, max_faults = 0;
1358         int nid;
1359
1360         for_each_online_node(nid) {
1361                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1362                 if (faults > max_faults)
1363                         max_faults = faults;
1364         }
1365
1366         for_each_online_node(nid) {
1367                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1368                 if (!node_isset(nid, numa_group->active_nodes)) {
1369                         if (faults > max_faults * 6 / 16)
1370                                 node_set(nid, numa_group->active_nodes);
1371                 } else if (faults < max_faults * 3 / 16)
1372                         node_clear(nid, numa_group->active_nodes);
1373         }
1374 }
1375
1376 /*
1377  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
1378  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
1379  * period will be for the next scan window. If local/remote ratio is below
1380  * NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS) the
1381  * scan period will decrease
1382  */
1383 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
1384 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 3
1385
1386 /*
1387  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
1388  * our memory is already on our local node, or if the majority of
1389  * the page accesses are shared with other processes.
1390  * Otherwise, decrease the scan period.
1391  */
1392 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
1393                         unsigned long shared, unsigned long private)
1394 {
1395         unsigned int period_slot;
1396         int ratio;
1397         int diff;
1398
1399         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
1400         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
1401
1402         /*
1403          * If there were no record hinting faults then either the task is
1404          * completely idle or all activity is areas that are not of interest
1405          * to automatic numa balancing. Scan slower
1406          */
1407         if (local + shared == 0) {
1408                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1409                         p->numa_scan_period << 1);
1410
1411                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
1412                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1413
1414                 return;
1415         }
1416
1417         /*
1418          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
1419          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
1420          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
1421          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
1422          */
1423         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
1424         ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
1425         if (ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
1426                 int slot = ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
1427                 if (!slot)
1428                         slot = 1;
1429                 diff = slot * period_slot;
1430         } else {
1431                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
1432
1433                 /*
1434                  * Scale scan rate increases based on sharing. There is an
1435                  * inverse relationship between the degree of sharing and
1436                  * the adjustment made to the scanning period. Broadly
1437                  * speaking the intent is that there is little point
1438                  * scanning faster if shared accesses dominate as it may
1439                  * simply bounce migrations uselessly
1440                  */
1441                 ratio = DIV_ROUND_UP(private * NUMA_PERIOD_SLOTS, (private + shared));
1442                 diff = (diff * ratio) / NUMA_PERIOD_SLOTS;
1443         }
1444
1445         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
1446                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
1447         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
1448 }
1449
1450 /*
1451  * Get the fraction of time the task has been running since the last
1452  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
1453  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
1454  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
1455  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
1456  */
1457 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
1458 {
1459         u64 runtime, delta, now;
1460         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
1461         now = p->se.exec_start;
1462         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1463
1464         if (p->last_task_numa_placement) {
1465                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
1466                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
1467         } else {
1468                 delta = p->se.avg.runnable_avg_sum;
1469                 *period = p->se.avg.runnable_avg_period;
1470         }
1471
1472         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
1473         p->last_task_numa_placement = now;
1474
1475         return delta;
1476 }
1477
1478 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
1479 {
1480         int seq, nid, max_nid = -1, max_group_nid = -1;
1481         unsigned long max_faults = 0, max_group_faults = 0;
1482         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
1483         unsigned long total_faults;
1484         u64 runtime, period;
1485         spinlock_t *group_lock = NULL;
1486
1487         seq = ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
1488         if (p->numa_scan_seq == seq)
1489                 return;
1490         p->numa_scan_seq = seq;
1491         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1492
1493         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
1494                        p->numa_faults_locality[1];
1495         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
1496
1497         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
1498         if (p->numa_group) {
1499                 group_lock = &p->numa_group->lock;
1500                 spin_lock(group_lock);
1501         }
1502
1503         /* Find the node with the highest number of faults */
1504         for_each_online_node(nid) {
1505                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
1506                 int priv, i;
1507
1508                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
1509                         long diff, f_diff, f_weight;
1510
1511                         i = task_faults_idx(nid, priv);
1512
1513                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
1514                         diff = p->numa_faults_buffer_memory[i] - p->numa_faults_memory[i] / 2;
1515                         fault_types[priv] += p->numa_faults_buffer_memory[i];
1516                         p->numa_faults_buffer_memory[i] = 0;
1517
1518                         /*
1519                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
1520                          * count according to CPU use, instead of by the raw
1521                          * number of faults. Tasks with little runtime have
1522                          * little over-all impact on throughput, and thus their
1523                          * faults are less important.
1524                          */
1525                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
1526                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults_buffer_cpu[i]) /
1527                                    (total_faults + 1);
1528                         f_diff = f_weight - p->numa_faults_cpu[i] / 2;
1529                         p->numa_faults_buffer_cpu[i] = 0;
1530
1531                         p->numa_faults_memory[i] += diff;
1532                         p->numa_faults_cpu[i] += f_diff;
1533                         faults += p->numa_faults_memory[i];
1534                         p->total_numa_faults += diff;
1535                         if (p->numa_group) {
1536                                 /* safe because we can only change our own group */
1537                                 p->numa_group->faults[i] += diff;
1538                                 p->numa_group->faults_cpu[i] += f_diff;
1539                                 p->numa_group->total_faults += diff;
1540                                 group_faults += p->numa_group->faults[i];
1541                         }
1542                 }
1543
1544                 if (faults > max_faults) {
1545                         max_faults = faults;
1546                         max_nid = nid;
1547                 }
1548
1549                 if (group_faults > max_group_faults) {
1550                         max_group_faults = group_faults;
1551                         max_group_nid = nid;
1552                 }
1553         }
1554
1555         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
1556
1557         if (p->numa_group) {
1558                 update_numa_active_node_mask(p->numa_group);
1559                 /*
1560                  * If the preferred task and group nids are different,
1561                  * iterate over the nodes again to find the best place.
1562                  */
1563                 if (max_nid != max_group_nid) {
1564                         unsigned long weight, max_weight = 0;
1565
1566                         for_each_online_node(nid) {
1567                                 weight = task_weight(p, nid) + group_weight(p, nid);
1568                                 if (weight > max_weight) {
1569                                         max_weight = weight;
1570                                         max_nid = nid;
1571                                 }
1572                         }
1573                 }
1574
1575                 spin_unlock(group_lock);
1576         }
1577
1578         /* Preferred node as the node with the most faults */
1579         if (max_faults && max_nid != p->numa_preferred_nid) {
1580                 /* Update the preferred nid and migrate task if possible */
1581                 sched_setnuma(p, max_nid);
1582                 numa_migrate_preferred(p);
1583         }
1584 }
1585
1586 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
1587 {
1588         return atomic_inc_not_zero(&grp->refcount);
1589 }
1590
1591 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
1592 {
1593         if (atomic_dec_and_test(&grp->refcount))
1594                 kfree_rcu(grp, rcu);
1595 }
1596
1597 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
1598                         int *priv)
1599 {
1600         struct numa_group *grp, *my_grp;
1601         struct task_struct *tsk;
1602         bool join = false;
1603         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
1604         int i;
1605
1606         if (unlikely(!p->numa_group)) {
1607                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
1608                                     4*nr_node_ids*sizeof(unsigned long);
1609
1610                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
1611                 if (!grp)
1612                         return;
1613
1614                 atomic_set(&grp->refcount, 1);
1615                 spin_lock_init(&grp->lock);
1616                 INIT_LIST_HEAD(&grp->task_list);
1617                 grp->gid = p->pid;
1618                 /* Second half of the array tracks nids where faults happen */
1619                 grp->faults_cpu = grp->faults + NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES *
1620                                                 nr_node_ids;
1621
1622                 node_set(task_node(current), grp->active_nodes);
1623
1624                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
1625                         grp->faults[i] = p->numa_faults_memory[i];
1626
1627                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
1628
1629                 list_add(&p->numa_entry, &grp->task_list);
1630                 grp->nr_tasks++;
1631                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1632         }
1633
1634         rcu_read_lock();
1635         tsk = ACCESS_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
1636
1637         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
1638                 goto no_join;
1639
1640         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
1641         if (!grp)
1642                 goto no_join;
1643
1644         my_grp = p->numa_group;
1645         if (grp == my_grp)
1646                 goto no_join;
1647
1648         /*
1649          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
1650          * the other task will join us.
1651          */
1652         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
1653                 goto no_join;
1654
1655         /*
1656          * Tie-break on the grp address.
1657          */
1658         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
1659                 goto no_join;
1660
1661         /* Always join threads in the same process. */
1662         if (tsk->mm == current->mm)
1663                 join = true;
1664
1665         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
1666         if (flags & TNF_SHARED)
1667                 join = true;
1668
1669         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
1670         *priv = !join;
1671
1672         if (join && !get_numa_group(grp))
1673                 goto no_join;
1674
1675         rcu_read_unlock();
1676
1677         if (!join)
1678                 return;
1679
1680         double_lock(&my_grp->lock, &grp->lock);
1681
1682         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
1683                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults_memory[i];
1684                 grp->faults[i] += p->numa_faults_memory[i];
1685         }
1686         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
1687         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
1688
1689         list_move(&p->numa_entry, &grp->task_list);
1690         my_grp->nr_tasks--;
1691         grp->nr_tasks++;
1692
1693         spin_unlock(&my_grp->lock);
1694         spin_unlock(&grp->lock);
1695
1696         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1697
1698         put_numa_group(my_grp);
1699         return;
1700
1701 no_join:
1702         rcu_read_unlock();
1703         return;
1704 }
1705
1706 void task_numa_free(struct task_struct *p)
1707 {
1708         struct numa_group *grp = p->numa_group;
1709         int i;
1710         void *numa_faults = p->numa_faults_memory;
1711
1712         if (grp) {
1713                 spin_lock(&grp->lock);
1714                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
1715                         grp->faults[i] -= p->numa_faults_memory[i];
1716                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
1717
1718                 list_del(&p->numa_entry);
1719                 grp->nr_tasks--;
1720                 spin_unlock(&grp->lock);
1721                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, NULL);
1722                 put_numa_group(grp);
1723         }
1724
1725         p->numa_faults_memory = NULL;
1726         p->numa_faults_buffer_memory = NULL;
1727         p->numa_faults_cpu= NULL;
1728         p->numa_faults_buffer_cpu = NULL;
1729         kfree(numa_faults);
1730 }
1731
1732 /*
1733  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
1734  */
1735 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
1736 {
1737         struct task_struct *p = current;
1738         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
1739         int cpu_node = task_node(current);
1740         int priv;
1741
1742         if (!numabalancing_enabled)
1743                 return;
1744
1745         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
1746         if (!p->mm)
1747                 return;
1748
1749         /* Do not worry about placement if exiting */
1750         if (p->state == TASK_DEAD)
1751                 return;
1752
1753         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
1754         if (unlikely(!p->numa_faults_memory)) {
1755                 int size = sizeof(*p->numa_faults_memory) *
1756                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
1757
1758                 p->numa_faults_memory = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
1759                 if (!p->numa_faults_memory)
1760                         return;
1761
1762                 BUG_ON(p->numa_faults_buffer_memory);
1763                 /*
1764                  * The averaged statistics, shared & private, memory & cpu,
1765                  * occupy the first half of the array. The second half of the
1766                  * array is for current counters, which are averaged into the
1767                  * first set by task_numa_placement.
1768                  */
1769                 p->numa_faults_cpu = p->numa_faults_memory + (2 * nr_node_ids);
1770                 p->numa_faults_buffer_memory = p->numa_faults_memory + (4 * nr_node_ids);
1771                 p->numa_faults_buffer_cpu = p->numa_faults_memory + (6 * nr_node_ids);
1772                 p->total_numa_faults = 0;
1773                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
1774         }
1775
1776         /*
1777          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
1778          * to be private if the accessing pid has not changed
1779          */
1780         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
1781                 priv = 1;
1782         } else {
1783                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
1784                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
1785                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
1786         }
1787
1788         task_numa_placement(p);
1789
1790         /*
1791          * Retry task to preferred node migration periodically, in case it
1792          * case it previously failed, or the scheduler moved us.
1793          */
1794         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry))
1795                 numa_migrate_preferred(p);
1796
1797         if (migrated)
1798                 p->numa_pages_migrated += pages;
1799
1800         p->numa_faults_buffer_memory[task_faults_idx(mem_node, priv)] += pages;
1801         p->numa_faults_buffer_cpu[task_faults_idx(cpu_node, priv)] += pages;
1802         p->numa_faults_locality[!!(flags & TNF_FAULT_LOCAL)] += pages;
1803 }
1804
1805 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
1806 {
1807         ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq)++;
1808         p->mm->numa_scan_offset = 0;
1809 }
1810
1811 /*
1812  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
1813  * Triggered from task_tick_numa().
1814  */
1815 void task_numa_work(struct callback_head *work)
1816 {
1817         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
1818         struct task_struct *p = current;
1819         struct mm_struct *mm = p->mm;
1820         struct vm_area_struct *vma;
1821         unsigned long start, end;
1822         unsigned long nr_pte_updates = 0;
1823         long pages;
1824
1825         WARN_ON_ONCE(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
1826
1827         work->next = work; /* protect against double add */
1828         /*
1829          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
1830          *
1831          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
1832          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
1833          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
1834          * work.
1835          */
1836         if (p->flags & PF_EXITING)
1837                 return;
1838
1839         if (!mm->numa_next_scan) {
1840                 mm->numa_next_scan = now +
1841                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
1842         }
1843
1844         /*
1845          * Enforce maximal scan/migration frequency..
1846          */
1847         migrate = mm->numa_next_scan;
1848         if (time_before(now, migrate))
1849                 return;
1850
1851         if (p->numa_scan_period == 0) {
1852                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1853                 p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1854         }
1855
1856         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1857         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
1858                 return;
1859
1860         /*
1861          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
1862          * the next time around.
1863          */
1864         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
1865
1866         start = mm->numa_scan_offset;
1867         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
1868         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
1869         if (!pages)
1870                 return;
1871
1872         down_read(&mm->mmap_sem);
1873         vma = find_vma(mm, start);
1874         if (!vma) {
1875                 reset_ptenuma_scan(p);
1876                 start = 0;
1877                 vma = mm->mmap;
1878         }
1879         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
1880                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(p, vma))
1881                         continue;
1882
1883                 /*
1884                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
1885                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
1886                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
1887                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
1888                  */
1889                 if (!vma->vm_mm ||
1890                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
1891                         continue;
1892
1893                 /*
1894                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
1895                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
1896                  */
1897                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
1898                         continue;
1899
1900                 do {
1901                         start = max(start, vma->vm_start);
1902                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
1903                         end = min(end, vma->vm_end);
1904                         nr_pte_updates += change_prot_numa(vma, start, end);
1905
1906                         /*
1907                          * Scan sysctl_numa_balancing_scan_size but ensure that
1908                          * at least one PTE is updated so that unused virtual
1909                          * address space is quickly skipped.
1910                          */
1911                         if (nr_pte_updates)
1912                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
1913
1914                         start = end;
1915                         if (pages <= 0)
1916                                 goto out;
1917
1918                         cond_resched();
1919                 } while (end != vma->vm_end);
1920         }
1921
1922 out:
1923         /*
1924          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
1925          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
1926          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
1927          * scanner to the start so check it now.
1928          */
1929         if (vma)
1930                 mm->numa_scan_offset = start;
1931         else
1932                 reset_ptenuma_scan(p);
1933         up_read(&mm->mmap_sem);
1934 }
1935
1936 /*
1937  * Drive the periodic memory faults..
1938  */
1939 void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1940 {
1941         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
1942         u64 period, now;
1943
1944         /*
1945          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
1946          */
1947         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
1948                 return;
1949
1950         /*
1951          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
1952          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
1953          * task needs to have done some actual work before we bother with
1954          * NUMA placement.
1955          */
1956         now = curr->se.sum_exec_runtime;
1957         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
1958
1959         if (now - curr->node_stamp > period) {
1960                 if (!curr->node_stamp)
1961                         curr->numa_scan_period = task_scan_min(curr);
1962                 curr->node_stamp += period;
1963
1964                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
1965                         init_task_work(work, task_numa_work); /* TODO: move this into sched_fork() */
1966                         task_work_add(curr, work, true);
1967                 }
1968         }
1969 }
1970 #else
1971 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1972 {
1973 }
1974
1975 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1976 {
1977 }
1978
1979 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1980 {
1981 }
1982 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1983
1984 static void
1985 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1986 {
1987         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
1988         if (!parent_entity(se))
1989                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
1990 #ifdef CONFIG_SMP
1991         if (entity_is_task(se)) {
1992                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
1993
1994                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
1995                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
1996         }
1997 #endif
1998         cfs_rq->nr_running++;
1999 }
2000
2001 static void
2002 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2003 {
2004         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2005         if (!parent_entity(se))
2006                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2007         if (entity_is_task(se)) {
2008                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
2009                 list_del_init(&se->group_node);
2010         }
2011         cfs_rq->nr_running--;
2012 }
2013
2014 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2015 # ifdef CONFIG_SMP
2016 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
2017 {
2018         long tg_weight;
2019
2020         /*
2021          * Use this CPU's actual weight instead of the last load_contribution
2022          * to gain a more accurate current total weight. See
2023          * update_cfs_rq_load_contribution().
2024          */
2025         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
2026         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_contrib;
2027         tg_weight += cfs_rq->load.weight;
2028
2029         return tg_weight;
2030 }
2031
2032 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2033 {
2034         long tg_weight, load, shares;
2035
2036         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
2037         load = cfs_rq->load.weight;
2038
2039         shares = (tg->shares * load);
2040         if (tg_weight)
2041                 shares /= tg_weight;
2042
2043         if (shares < MIN_SHARES)
2044                 shares = MIN_SHARES;
2045         if (shares > tg->shares)
2046                 shares = tg->shares;
2047
2048         return shares;
2049 }
2050 # else /* CONFIG_SMP */
2051 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2052 {
2053         return tg->shares;
2054 }
2055 # endif /* CONFIG_SMP */
2056 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
2057                             unsigned long weight)
2058 {
2059         if (se->on_rq) {
2060                 /* commit outstanding execution time */
2061                 if (cfs_rq->curr == se)
2062                         update_curr(cfs_rq);
2063                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2064         }
2065
2066         update_load_set(&se->load, weight);
2067
2068         if (se->on_rq)
2069                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2070 }
2071
2072 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
2073
2074 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2075 {
2076         struct task_group *tg;
2077         struct sched_entity *se;
2078         long shares;
2079
2080         tg = cfs_rq->tg;
2081         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
2082         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
2083                 return;
2084 #ifndef CONFIG_SMP
2085         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
2086                 return;
2087 #endif
2088         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
2089
2090         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
2091 }
2092 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2093 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2094 {
2095 }
2096 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2097
2098 #ifdef CONFIG_SMP
2099 /*
2100  * We choose a half-life close to 1 scheduling period.
2101  * Note: The tables below are dependent on this value.
2102  */
2103 #define LOAD_AVG_PERIOD 32
2104 #define LOAD_AVG_MAX 47742 /* maximum possible load avg */
2105 #define LOAD_AVG_MAX_N 345 /* number of full periods to produce LOAD_MAX_AVG */
2106
2107 /* Precomputed fixed inverse multiplies for multiplication by y^n */
2108 static const u32 runnable_avg_yN_inv[] = {
2109         0xffffffff, 0xfa83b2da, 0xf5257d14, 0xefe4b99a, 0xeac0c6e6, 0xe5b906e6,
2110         0xe0ccdeeb, 0xdbfbb796, 0xd744fcc9, 0xd2a81d91, 0xce248c14, 0xc9b9bd85,
2111         0xc5672a10, 0xc12c4cc9, 0xbd08a39e, 0xb8fbaf46, 0xb504f333, 0xb123f581,
2112         0xad583ee9, 0xa9a15ab4, 0xa5fed6a9, 0xa2704302, 0x9ef5325f, 0x9b8d39b9,
2113         0x9837f050, 0x94f4efa8, 0x91c3d373, 0x8ea4398a, 0x8b95c1e3, 0x88980e80,
2114         0x85aac367, 0x82cd8698,
2115 };
2116
2117 /*
2118  * Precomputed \Sum y^k { 1<=k<=n }.  These are floor(true_value) to prevent
2119  * over-estimates when re-combining.
2120  */
2121 static const u32 runnable_avg_yN_sum[] = {
2122             0, 1002, 1982, 2941, 3880, 4798, 5697, 6576, 7437, 8279, 9103,
2123          9909,10698,11470,12226,12966,13690,14398,15091,15769,16433,17082,
2124         17718,18340,18949,19545,20128,20698,21256,21802,22336,22859,23371,
2125 };
2126
2127 /*
2128  * Approximate:
2129  *   val * y^n,    where y^32 ~= 0.5 (~1 scheduling period)
2130  */
2131 static __always_inline u64 decay_load(u64 val, u64 n)
2132 {
2133         unsigned int local_n;
2134
2135         if (!n)
2136                 return val;
2137         else if (unlikely(n > LOAD_AVG_PERIOD * 63))
2138                 return 0;
2139
2140         /* after bounds checking we can collapse to 32-bit */
2141         local_n = n;
2142
2143         /*
2144          * As y^PERIOD = 1/2, we can combine
2145          *    y^n = 1/2^(n/PERIOD) * k^(n%PERIOD)
2146          * With a look-up table which covers k^n (n<PERIOD)
2147          *
2148          * To achieve constant time decay_load.
2149          */
2150         if (unlikely(local_n >= LOAD_AVG_PERIOD)) {
2151                 val >>= local_n / LOAD_AVG_PERIOD;
2152                 local_n %= LOAD_AVG_PERIOD;
2153         }
2154
2155         val *= runnable_avg_yN_inv[local_n];
2156         /* We don't use SRR here since we always want to round down. */
2157         return val >> 32;
2158 }
2159
2160 /*
2161  * For updates fully spanning n periods, the contribution to runnable
2162  * average will be: \Sum 1024*y^n
2163  *
2164  * We can compute this reasonably efficiently by combining:
2165  *   y^PERIOD = 1/2 with precomputed \Sum 1024*y^n {for  n <PERIOD}
2166  */
2167 static u32 __compute_runnable_contrib(u64 n)
2168 {
2169         u32 contrib = 0;
2170
2171         if (likely(n <= LOAD_AVG_PERIOD))
2172                 return runnable_avg_yN_sum[n];
2173         else if (unlikely(n >= LOAD_AVG_MAX_N))
2174                 return LOAD_AVG_MAX;
2175
2176         /* Compute \Sum k^n combining precomputed values for k^i, \Sum k^j */
2177         do {
2178                 contrib /= 2; /* y^LOAD_AVG_PERIOD = 1/2 */
2179                 contrib += runnable_avg_yN_sum[LOAD_AVG_PERIOD];
2180
2181                 n -= LOAD_AVG_PERIOD;
2182         } while (n > LOAD_AVG_PERIOD);
2183
2184         contrib = decay_load(contrib, n);
2185         return contrib + runnable_avg_yN_sum[n];
2186 }
2187
2188 /*
2189  * We can represent the historical contribution to runnable average as the
2190  * coefficients of a geometric series.  To do this we sub-divide our runnable
2191  * history into segments of approximately 1ms (1024us); label the segment that
2192  * occurred N-ms ago p_N, with p_0 corresponding to the current period, e.g.
2193  *
2194  * [<- 1024us ->|<- 1024us ->|<- 1024us ->| ...
2195  *      p0            p1           p2
2196  *     (now)       (~1ms ago)  (~2ms ago)
2197  *
2198  * Let u_i denote the fraction of p_i that the entity was runnable.
2199  *
2200  * We then designate the fractions u_i as our co-efficients, yielding the
2201  * following representation of historical load:
2202  *   u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + u_3*y^3 + ...
2203  *
2204  * We choose y based on the with of a reasonably scheduling period, fixing:
2205  *   y^32 = 0.5
2206  *
2207  * This means that the contribution to load ~32ms ago (u_32) will be weighted
2208  * approximately half as much as the contribution to load within the last ms
2209  * (u_0).
2210  *
2211  * When a period "rolls over" and we have new u_0`, multiplying the previous
2212  * sum again by y is sufficient to update:
2213  *   load_avg = u_0` + y*(u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... )
2214  *            = u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... [re-labeling u_i --> u_{i+1}]
2215  */
2216 static __always_inline int __update_entity_runnable_avg(u64 now,
2217                                                         struct sched_avg *sa,
2218                                                         int runnable)
2219 {
2220         u64 delta, periods;
2221         u32 runnable_contrib;
2222         int delta_w, decayed = 0;
2223
2224         delta = now - sa->last_runnable_update;
2225         /*
2226          * This should only happen when time goes backwards, which it
2227          * unfortunately does during sched clock init when we swap over to TSC.
2228          */
2229         if ((s64)delta < 0) {
2230                 sa->last_runnable_update = now;
2231                 return 0;
2232         }
2233
2234         /*
2235          * Use 1024ns as the unit of measurement since it's a reasonable
2236          * approximation of 1us and fast to compute.
2237          */
2238         delta >>= 10;
2239         if (!delta)
2240                 return 0;
2241         sa->last_runnable_update = now;
2242
2243         /* delta_w is the amount already accumulated against our next period */
2244         delta_w = sa->runnable_avg_period % 1024;
2245         if (delta + delta_w >= 1024) {
2246                 /* period roll-over */
2247                 decayed = 1;
2248
2249                 /*
2250                  * Now that we know we're crossing a period boundary, figure
2251                  * out how much from delta we need to complete the current
2252                  * period and accrue it.
2253                  */
2254                 delta_w = 1024 - delta_w;
2255                 if (runnable)
2256                         sa->runnable_avg_sum += delta_w;
2257                 sa->runnable_avg_period += delta_w;
2258
2259                 delta -= delta_w;
2260
2261                 /* Figure out how many additional periods this update spans */
2262                 periods = delta / 1024;
2263                 delta %= 1024;
2264
2265                 sa->runnable_avg_sum = decay_load(sa->runnable_avg_sum,
2266                                                   periods + 1);
2267                 sa->runnable_avg_period = decay_load(sa->runnable_avg_period,
2268                                                      periods + 1);
2269
2270                 /* Efficiently calculate \sum (1..n_period) 1024*y^i */
2271                 runnable_contrib = __compute_runnable_contrib(periods);
2272                 if (runnable)
2273                         sa->runnable_avg_sum += runnable_contrib;
2274                 sa->runnable_avg_period += runnable_contrib;
2275         }
2276
2277         /* Remainder of delta accrued against u_0` */
2278         if (runnable)
2279                 sa->runnable_avg_sum += delta;
2280         sa->runnable_avg_period += delta;
2281
2282         return decayed;
2283 }
2284
2285 /* Synchronize an entity's decay with its parenting cfs_rq.*/
2286 static inline u64 __synchronize_entity_decay(struct sched_entity *se)
2287 {
2288         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2289         u64 decays = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
2290
2291         decays -= se->avg.decay_count;
2292         if (!decays)
2293                 return 0;
2294
2295         se->avg.load_avg_contrib = decay_load(se->avg.load_avg_contrib, decays);
2296         se->avg.decay_count = 0;
2297
2298         return decays;
2299 }
2300
2301 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2302 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2303                                                  int force_update)
2304 {
2305         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2306         long tg_contrib;
2307
2308         tg_contrib = cfs_rq->runnable_load_avg + cfs_rq->blocked_load_avg;
2309         tg_contrib -= cfs_rq->tg_load_contrib;
2310
2311         if (force_update || abs(tg_contrib) > cfs_rq->tg_load_contrib / 8) {
2312                 atomic_long_add(tg_contrib, &tg->load_avg);
2313                 cfs_rq->tg_load_contrib += tg_contrib;
2314         }
2315 }
2316
2317 /*
2318  * Aggregate cfs_rq runnable averages into an equivalent task_group
2319  * representation for computing load contributions.
2320  */
2321 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
2322                                                   struct cfs_rq *cfs_rq)
2323 {
2324         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2325         long contrib;
2326
2327         /* The fraction of a cpu used by this cfs_rq */
2328         contrib = div_u64((u64)sa->runnable_avg_sum << NICE_0_SHIFT,
2329                           sa->runnable_avg_period + 1);
2330         contrib -= cfs_rq->tg_runnable_contrib;
2331
2332         if (abs(contrib) > cfs_rq->tg_runnable_contrib / 64) {
2333                 atomic_add(contrib, &tg->runnable_avg);
2334                 cfs_rq->tg_runnable_contrib += contrib;
2335         }
2336 }
2337
2338 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se)
2339 {
2340         struct cfs_rq *cfs_rq = group_cfs_rq(se);
2341         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2342         int runnable_avg;
2343
2344         u64 contrib;
2345
2346         contrib = cfs_rq->tg_load_contrib * tg->shares;
2347         se->avg.load_avg_contrib = div_u64(contrib,
2348                                      atomic_long_read(&tg->load_avg) + 1);
2349
2350         /*
2351          * For group entities we need to compute a correction term in the case
2352          * that they are consuming <1 cpu so that we would contribute the same
2353          * load as a task of equal weight.
2354          *
2355          * Explicitly co-ordinating this measurement would be expensive, but
2356          * fortunately the sum of each cpus contribution forms a usable
2357          * lower-bound on the true value.
2358          *
2359          * Consider the aggregate of 2 contributions.  Either they are disjoint
2360          * (and the sum represents true value) or they are disjoint and we are
2361          * understating by the aggregate of their overlap.
2362          *
2363          * Extending this to N cpus, for a given overlap, the maximum amount we
2364          * understand is then n_i(n_i+1)/2 * w_i where n_i is the number of
2365          * cpus that overlap for this interval and w_i is the interval width.
2366          *
2367          * On a small machine; the first term is well-bounded which bounds the
2368          * total error since w_i is a subset of the period.  Whereas on a
2369          * larger machine, while this first term can be larger, if w_i is the
2370          * of consequential size guaranteed to see n_i*w_i quickly converge to
2371          * our upper bound of 1-cpu.
2372          */
2373         runnable_avg = atomic_read(&tg->runnable_avg);
2374         if (runnable_avg < NICE_0_LOAD) {
2375                 se->avg.load_avg_contrib *= runnable_avg;
2376                 se->avg.load_avg_contrib >>= NICE_0_SHIFT;
2377         }
2378 }
2379
2380 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable)
2381 {
2382         __update_entity_runnable_avg(rq_clock_task(rq), &rq->avg, runnable);
2383         __update_tg_runnable_avg(&rq->avg, &rq->cfs);
2384 }
2385 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2386 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2387                                                  int force_update) {}
2388 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
2389                                                   struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2390 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se) {}
2391 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable) {}
2392 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2393
2394 static inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se)
2395 {
2396         u32 contrib;
2397
2398         /* avoid overflowing a 32-bit type w/ SCHED_LOAD_SCALE */
2399         contrib = se->avg.runnable_avg_sum * scale_load_down(se->load.weight);
2400         contrib /= (se->avg.runnable_avg_period + 1);
2401         se->avg.load_avg_contrib = scale_load(contrib);
2402 }
2403
2404 /* Compute the current contribution to load_avg by se, return any delta */
2405 static long __update_entity_load_avg_contrib(struct sched_entity *se)
2406 {
2407         long old_contrib = se->avg.load_avg_contrib;
2408
2409         if (entity_is_task(se)) {
2410                 __update_task_entity_contrib(se);
2411         } else {
2412                 __update_tg_runnable_avg(&se->avg, group_cfs_rq(se));
2413                 __update_group_entity_contrib(se);
2414         }
2415
2416         return se->avg.load_avg_contrib - old_contrib;
2417 }
2418
2419 static inline void subtract_blocked_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2420                                                  long load_contrib)
2421 {
2422         if (likely(load_contrib < cfs_rq->blocked_load_avg))
2423                 cfs_rq->blocked_load_avg -= load_contrib;
2424         else
2425                 cfs_rq->blocked_load_avg = 0;
2426 }
2427
2428 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
2429
2430 /* Update a sched_entity's runnable average */
2431 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
2432                                           int update_cfs_rq)
2433 {
2434         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2435         long contrib_delta;
2436         u64 now;
2437
2438         /*
2439          * For a group entity we need to use their owned cfs_rq_clock_task() in
2440          * case they are the parent of a throttled hierarchy.
2441          */
2442         if (entity_is_task(se))
2443                 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
2444         else
2445                 now = cfs_rq_clock_task(group_cfs_rq(se));
2446
2447         if (!__update_entity_runnable_avg(now, &se->avg, se->on_rq))
2448                 return;
2449
2450         contrib_delta = __update_entity_load_avg_contrib(se);
2451
2452         if (!update_cfs_rq)
2453                 return;
2454
2455         if (se->on_rq)
2456                 cfs_rq->runnable_load_avg += contrib_delta;
2457         else
2458                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, -contrib_delta);
2459 }
2460
2461 /*
2462  * Decay the load contributed by all blocked children and account this so that
2463  * their contribution may appropriately discounted when they wake up.
2464  */
2465 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int force_update)
2466 {
2467         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq) >> 20;
2468         u64 decays;
2469
2470         decays = now - cfs_rq->last_decay;
2471         if (!decays && !force_update)
2472                 return;
2473
2474         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_load)) {
2475                 unsigned long removed_load;
2476                 removed_load = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_load, 0);
2477                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, removed_load);
2478         }
2479
2480         if (decays) {
2481                 cfs_rq->blocked_load_avg = decay_load(cfs_rq->blocked_load_avg,
2482                                                       decays);
2483                 atomic64_add(decays, &cfs_rq->decay_counter);
2484                 cfs_rq->last_decay = now;
2485         }
2486
2487         __update_cfs_rq_tg_load_contrib(cfs_rq, force_update);
2488 }
2489
2490 /* Add the load generated by se into cfs_rq's child load-average */
2491 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2492                                                   struct sched_entity *se,
2493                                                   int wakeup)
2494 {
2495         /*
2496          * We track migrations using entity decay_count <= 0, on a wake-up
2497          * migration we use a negative decay count to track the remote decays
2498          * accumulated while sleeping.
2499          *
2500          * Newly forked tasks are enqueued with se->avg.decay_count == 0, they
2501          * are seen by enqueue_entity_load_avg() as a migration with an already
2502          * constructed load_avg_contrib.
2503          */
2504         if (unlikely(se->avg.decay_count <= 0)) {
2505                 se->avg.last_runnable_update = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
2506                 if (se->avg.decay_count) {
2507                         /*
2508                          * In a wake-up migration we have to approximate the
2509                          * time sleeping.  This is because we can't synchronize
2510                          * clock_task between the two cpus, and it is not
2511                          * guaranteed to be read-safe.  Instead, we can
2512                          * approximate this using our carried decays, which are
2513                          * explicitly atomically readable.
2514                          */
2515                         se->avg.last_runnable_update -= (-se->avg.decay_count)
2516                                                         << 20;
2517                         update_entity_load_avg(se, 0);
2518                         /* Indicate that we're now synchronized and on-rq */
2519                         se->avg.decay_count = 0;
2520                 }
2521                 wakeup = 0;
2522         } else {
2523                 __synchronize_entity_decay(se);
2524         }
2525
2526         /* migrated tasks did not contribute to our blocked load */
2527         if (wakeup) {
2528                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
2529                 update_entity_load_avg(se, 0);
2530         }
2531
2532         cfs_rq->runnable_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
2533         /* we force update consideration on load-balancer moves */
2534         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !wakeup);
2535 }
2536
2537 /*
2538  * Remove se's load from this cfs_rq child load-average, if the entity is
2539  * transitioning to a blocked state we track its projected decay using
2540  * blocked_load_avg.
2541  */
2542 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2543                                                   struct sched_entity *se,
2544                                                   int sleep)
2545 {
2546         update_entity_load_avg(se, 1);
2547         /* we force update consideration on load-balancer moves */
2548         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !sleep);
2549
2550         cfs_rq->runnable_load_avg -= se->avg.load_avg_contrib;
2551         if (sleep) {
2552                 cfs_rq->blocked_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
2553                 se->avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
2554         } /* migrations, e.g. sleep=0 leave decay_count == 0 */
2555 }
2556
2557 /*
2558  * Update the rq's load with the elapsed running time before entering
2559  * idle. if the last scheduled task is not a CFS task, idle_enter will
2560  * be the only way to update the runnable statistic.
2561  */
2562 void idle_enter_fair(struct rq *this_rq)
2563 {
2564         update_rq_runnable_avg(this_rq, 1);
2565 }
2566
2567 /*
2568  * Update the rq's load with the elapsed idle time before a task is
2569  * scheduled. if the newly scheduled task is not a CFS task, idle_exit will
2570  * be the only way to update the runnable statistic.
2571  */
2572 void idle_exit_fair(struct rq *this_rq)
2573 {
2574         update_rq_runnable_avg(this_rq, 0);
2575 }
2576
2577 static int idle_balance(struct rq *this_rq);
2578
2579 #else /* CONFIG_SMP */
2580
2581 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
2582                                           int update_cfs_rq) {}
2583 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable) {}
2584 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2585                                            struct sched_entity *se,
2586                                            int wakeup) {}
2587 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2588                                            struct sched_entity *se,
2589                                            int sleep) {}
2590 static inline void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
2591                                               int force_update) {}
2592
2593 static inline int idle_balance(struct rq *rq)
2594 {
2595         return 0;
2596 }
2597
2598 #endif /* CONFIG_SMP */
2599
2600 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2601 {
2602 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2603         struct task_struct *tsk = NULL;
2604
2605         if (entity_is_task(se))
2606                 tsk = task_of(se);
2607
2608         if (se->statistics.sleep_start) {
2609                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.sleep_start;
2610
2611                 if ((s64)delta < 0)
2612                         delta = 0;
2613
2614                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
2615                         se->statistics.sleep_max = delta;
2616
2617                 se->statistics.sleep_start = 0;
2618                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2619
2620                 if (tsk) {
2621                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
2622                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
2623                 }
2624         }
2625         if (se->statistics.block_start) {
2626                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.block_start;
2627
2628                 if ((s64)delta < 0)
2629                         delta = 0;
2630
2631                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
2632                         se->statistics.block_max = delta;
2633
2634                 se->statistics.block_start = 0;
2635                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2636
2637                 if (tsk) {
2638                         if (tsk->in_iowait) {
2639                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
2640                                 se->statistics.iowait_count++;
2641                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
2642                         }
2643
2644                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
2645
2646                         /*
2647                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
2648                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
2649                          * amount of time that the task spent sleeping:
2650                          */
2651                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
2652                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
2653                                                 (void *)get_wchan(tsk),
2654                                                 delta >> 20);
2655                         }
2656                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
2657                 }
2658         }
2659 #endif
2660 }
2661
2662 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2663 {
2664 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2665         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
2666
2667         if (d < 0)
2668                 d = -d;
2669
2670         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
2671                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
2672 #endif
2673 }
2674
2675 static void
2676 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
2677 {
2678         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
2679
2680         /*
2681          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
2682          * however the extra weight of the new task will slow them down a
2683          * little, place the new task so that it fits in the slot that
2684          * stays open at the end.
2685          */
2686         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
2687                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
2688
2689         /* sleeps up to a single latency don't count. */
2690         if (!initial) {
2691                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
2692
2693                 /*
2694                  * Halve their sleep time's effect, to allow
2695                  * for a gentler effect of sleepers:
2696                  */
2697                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
2698                         thresh >>= 1;
2699
2700                 vruntime -= thresh;
2701         }
2702
2703         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
2704         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
2705 }
2706
2707 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
2708
2709 static void
2710 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
2711 {
2712         /*
2713          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
2714          * through calling update_curr().
2715          */
2716         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
2717                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
2718
2719         /*
2720          * Update run-time statistics of the 'current'.
2721          */
2722         update_curr(cfs_rq);
2723         enqueue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
2724         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2725         update_cfs_shares(cfs_rq);
2726
2727         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
2728                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
2729                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
2730         }
2731
2732         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
2733         check_spread(cfs_rq, se);
2734         if (se != cfs_rq->curr)
2735                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
2736         se->on_rq = 1;
2737
2738         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
2739                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
2740                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
2741         }
2742 }
2743
2744 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
2745 {
2746         for_each_sched_entity(se) {
2747                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2748                 if (cfs_rq->last != se)
2749                         break;
2750
2751                 cfs_rq->last = NULL;
2752         }
2753 }
2754
2755 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
2756 {
2757         for_each_sched_entity(se) {
2758                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2759                 if (cfs_rq->next != se)
2760                         break;
2761
2762                 cfs_rq->next = NULL;
2763         }
2764 }
2765
2766 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
2767 {
2768         for_each_sched_entity(se) {
2769                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2770                 if (cfs_rq->skip != se)
2771                         break;
2772
2773                 cfs_rq->skip = NULL;
2774         }
2775 }
2776
2777 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2778 {
2779         if (cfs_rq->last == se)
2780                 __clear_buddies_last(se);
2781
2782         if (cfs_rq->next == se)
2783                 __clear_buddies_next(se);
2784
2785         if (cfs_rq->skip == se)
2786                 __clear_buddies_skip(se);
2787 }
2788
2789 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
2790
2791 static void
2792 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
2793 {
2794         /*
2795          * Update run-time statistics of the 'current'.
2796          */
2797         update_curr(cfs_rq);
2798         dequeue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & DEQUEUE_SLEEP);
2799
2800         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
2801         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
2802 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2803                 if (entity_is_task(se)) {
2804                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
2805
2806                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
2807                                 se->statistics.sleep_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
2808                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
2809                                 se->statistics.block_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
2810                 }
2811 #endif
2812         }
2813
2814         clear_buddies(cfs_rq, se);
2815
2816         if (se != cfs_rq->curr)
2817                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
2818         se->on_rq = 0;
2819         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2820
2821         /*
2822          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
2823          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
2824          * movement in our normalized position.
2825          */
2826         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
2827                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
2828
2829         /* return excess runtime on last dequeue */
2830         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2831
2832         update_min_vruntime(cfs_rq);
2833         update_cfs_shares(cfs_rq);
2834 }
2835
2836 /*
2837  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
2838  */
2839 static void
2840 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
2841 {
2842         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
2843         struct sched_entity *se;
2844         s64 delta;
2845
2846         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
2847         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
2848         if (delta_exec > ideal_runtime) {
2849                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2850                 /*
2851                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
2852                  * re-elected due to buddy favours.
2853                  */
2854                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
2855                 return;
2856         }
2857
2858         /*
2859          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
2860          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
2861          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
2862          */
2863         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
2864                 return;
2865
2866         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
2867         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
2868
2869         if (delta < 0)
2870                 return;
2871
2872         if (delta > ideal_runtime)
2873                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2874 }
2875
2876 static void
2877 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2878 {
2879         /* 'current' is not kept within the tree. */
2880         if (se->on_rq) {
2881                 /*
2882                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
2883                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
2884                  * runqueue.
2885                  */
2886                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
2887                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
2888         }
2889
2890         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
2891         cfs_rq->curr = se;
2892 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2893         /*
2894          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
2895          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
2896          * when there are only lesser-weight tasks around):
2897          */
2898         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
2899                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
2900                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
2901         }
2902 #endif
2903         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
2904 }
2905
2906 static int
2907 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
2908
2909 /*
2910  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
2911  * 1) keep things fair between processes/task groups
2912  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
2913  * 3) pick the "last" process, for cache locality
2914  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
2915  */
2916 static struct sched_entity *
2917 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
2918 {
2919         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
2920         struct sched_entity *se;
2921
2922         /*
2923          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
2924          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
2925          */
2926         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
2927                 left = curr;
2928
2929         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
2930
2931         /*
2932          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
2933          * be done without getting too unfair.
2934          */
2935         if (cfs_rq->skip == se) {
2936                 struct sched_entity *second;
2937
2938                 if (se == curr) {
2939                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
2940                 } else {
2941                         second = __pick_next_entity(se);
2942                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
2943                                 second = curr;
2944                 }
2945
2946                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
2947                         se = second;
2948         }
2949
2950         /*
2951          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
2952          */
2953         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
2954                 se = cfs_rq->last;
2955
2956         /*
2957          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
2958          */
2959         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
2960                 se = cfs_rq->next;
2961
2962         clear_buddies(cfs_rq, se);
2963
2964         return se;
2965 }
2966
2967 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
2968
2969 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
2970 {
2971         /*
2972          * If still on the runqueue then deactivate_task()
2973          * was not called and update_curr() has to be done:
2974          */
2975         if (prev->on_rq)
2976                 update_curr(cfs_rq);
2977
2978         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
2979         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2980
2981         check_spread(cfs_rq, prev);
2982         if (prev->on_rq) {
2983                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
2984                 /* Put 'current' back into the tree. */
2985                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
2986                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
2987                 update_entity_load_avg(prev, 1);
2988         }
2989         cfs_rq->curr = NULL;
2990 }
2991
2992 static void
2993 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
2994 {
2995         /*
2996          * Update run-time statistics of the 'current'.
2997          */
2998         update_curr(cfs_rq);
2999
3000         /*
3001          * Ensure that runnable average is periodically updated.
3002          */
3003         update_entity_load_avg(curr, 1);
3004         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
3005         update_cfs_shares(cfs_rq);
3006
3007 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
3008         /*
3009          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
3010          * validating it and just reschedule.
3011          */
3012         if (queued) {
3013                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
3014                 return;
3015         }
3016         /*
3017          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
3018          */
3019         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
3020                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
3021                 return;
3022 #endif
3023
3024         if (cfs_rq->nr_running > 1)
3025                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
3026 }
3027
3028
3029 /**************************************************
3030  * CFS bandwidth control machinery
3031  */
3032
3033 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
3034
3035 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
3036 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
3037
3038 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
3039 {
3040         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
3041 }
3042
3043 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
3044 {
3045         static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
3046 }
3047
3048 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
3049 {
3050         static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
3051 }
3052 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
3053 static bool cfs_bandwidth_used(void)
3054 {
3055         return true;
3056 }
3057
3058 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
3059 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
3060 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
3061
3062 /*
3063  * default period for cfs group bandwidth.
3064  * default: 0.1s, units: nanoseconds
3065  */
3066 static inline u64 default_cfs_period(void)
3067 {
3068         return 100000000ULL;
3069 }
3070
3071 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
3072 {
3073         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
3074 }
3075
3076 /*
3077  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
3078  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
3079  * additional synchronization around rq->lock.
3080  *
3081  * requires cfs_b->lock
3082  */
3083 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3084 {
3085         u64 now;
3086
3087         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3088                 return;
3089
3090         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
3091         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
3092         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
3093 }
3094
3095 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
3096 {
3097         return &tg->cfs_bandwidth;
3098 }
3099
3100 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
3101 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
3102 {
3103         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
3104                 return cfs_rq->throttled_clock_task;
3105
3106         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
3107 }
3108
3109 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
3110 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3111 {
3112         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
3113         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
3114         u64 amount = 0, min_amount, expires;
3115
3116         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
3117         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
3118
3119         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3120         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3121                 amount = min_amount;
3122         else {
3123                 /*
3124                  * If the bandwidth pool has become inactive, then at least one
3125                  * period must have elapsed since the last consumption.
3126                  * Refresh the global state and ensure bandwidth timer becomes
3127                  * active.
3128                  */
3129                 if (!cfs_b->timer_active) {
3130                         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
3131                         __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
3132                 }
3133
3134                 if (cfs_b->runtime > 0) {
3135                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
3136                         cfs_b->runtime -= amount;
3137                         cfs_b->idle = 0;
3138                 }
3139         }
3140         expires = cfs_b->runtime_expires;
3141         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3142
3143         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
3144         /*
3145          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
3146          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
3147          * issued.
3148          */
3149         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
3150                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3151
3152         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
3153 }
3154
3155 /*
3156  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
3157  * fact that rq->clock snapshots this value.
3158  */
3159 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3160 {
3161         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3162
3163         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
3164         if (likely((s64)(rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
3165                 return;
3166
3167         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
3168                 return;
3169
3170         /*
3171          * If the local deadline has passed we have to consider the
3172          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
3173          * has not truly expired.
3174          *
3175          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
3176          * whether the global deadline has advanced.
3177          */
3178
3179         if ((s64)(cfs_rq->runtime_expires - cfs_b->runtime_expires) >= 0) {
3180                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
3181                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
3182         } else {
3183                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
3184                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
3185         }
3186 }
3187
3188 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3189 {
3190         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
3191         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
3192         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3193
3194         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3195                 return;
3196
3197         /*
3198          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
3199          * hierarchy can be throttled
3200          */
3201         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
3202                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
3203 }
3204
3205 static __always_inline
3206 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3207 {
3208         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
3209                 return;
3210
3211         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
3212 }
3213
3214 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
3215 {
3216         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
3217 }
3218
3219 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
3220 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
3221 {
3222         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
3223 }
3224
3225 /*
3226  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
3227  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
3228  * load-balance operations.
3229  */
3230 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
3231                                     int src_cpu, int dest_cpu)
3232 {
3233         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
3234
3235         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
3236         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
3237
3238         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
3239                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
3240 }
3241
3242 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
3243 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
3244 {
3245         struct rq *rq = data;
3246         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3247
3248         cfs_rq->throttle_count--;
3249 #ifdef CONFIG_SMP
3250         if (!cfs_rq->throttle_count) {
3251                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
3252                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
3253                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
3254         }
3255 #endif
3256
3257         return 0;
3258 }
3259
3260 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
3261 {
3262         struct rq *rq = data;
3263         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3264
3265         /* group is entering throttled state, stop time */
3266         if (!cfs_rq->throttle_count)
3267                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
3268         cfs_rq->throttle_count++;
3269
3270         return 0;
3271 }
3272
3273 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3274 {
3275         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3276         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3277         struct sched_entity *se;
3278         long task_delta, dequeue = 1;
3279
3280         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
3281
3282         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
3283         rcu_read_lock();
3284         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
3285         rcu_read_unlock();
3286
3287         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3288         for_each_sched_entity(se) {
3289                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
3290                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
3291                 if (!se->on_rq)
3292                         break;
3293
3294                 if (dequeue)
3295                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
3296                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
3297
3298                 if (qcfs_rq->load.weight)
3299                         dequeue = 0;
3300         }
3301
3302         if (!se)
3303                 rq->nr_running -= task_delta;
3304
3305         cfs_rq->throttled = 1;
3306         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
3307         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3308         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
3309         if (!cfs_b->timer_active)
3310                 __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
3311         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3312 }
3313
3314 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3315 {
3316         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3317         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3318         struct sched_entity *se;
3319         int enqueue = 1;
3320         long task_delta;
3321
3322         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
3323
3324         cfs_rq->throttled = 0;
3325
3326         update_rq_clock(rq);
3327
3328         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3329         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
3330         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
3331         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3332
3333         /* update hierarchical throttle state */
3334         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
3335
3336         if (!cfs_rq->load.weight)
3337                 return;
3338
3339         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3340         for_each_sched_entity(se) {
3341                 if (se->on_rq)
3342                         enqueue = 0;
3343
3344                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3345                 if (enqueue)
3346                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
3347                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
3348
3349                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3350                         break;
3351         }
3352
3353         if (!se)
3354                 rq->nr_running += task_delta;
3355
3356         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
3357         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
3358                 resched_task(rq->curr);
3359 }
3360
3361 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
3362                 u64 remaining, u64 expires)
3363 {
3364         struct cfs_rq *cfs_rq;
3365         u64 runtime = remaining;
3366
3367         rcu_read_lock();
3368         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
3369                                 throttled_list) {
3370                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3371
3372                 raw_spin_lock(&rq->lock);
3373                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3374                         goto next;
3375
3376                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
3377                 if (runtime > remaining)
3378                         runtime = remaining;
3379                 remaining -= runtime;
3380
3381                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
3382                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3383
3384                 /* we check whether we're throttled above */
3385                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
3386                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3387
3388 next:
3389                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
3390
3391                 if (!remaining)
3392                         break;
3393         }
3394         rcu_read_unlock();
3395
3396         return remaining;
3397 }
3398
3399 /*
3400  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
3401  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
3402  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
3403  * used to track this state.
3404  */
3405 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
3406 {
3407         u64 runtime, runtime_expires;
3408         int idle = 1, throttled;
3409
3410         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3411         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
3412         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3413                 goto out_unlock;
3414
3415         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3416         /* idle depends on !throttled (for the case of a large deficit) */
3417         idle = cfs_b->idle && !throttled;
3418         cfs_b->nr_periods += overrun;
3419
3420         /* if we're going inactive then everything else can be deferred */
3421         if (idle)
3422                 goto out_unlock;
3423
3424         /*
3425          * if we have relooped after returning idle once, we need to update our
3426          * status as actually running, so that other cpus doing
3427          * __start_cfs_bandwidth will stop trying to cancel us.
3428          */
3429         cfs_b->timer_active = 1;
3430
3431         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
3432
3433         if (!throttled) {
3434                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
3435                 cfs_b->idle = 1;
3436                 goto out_unlock;
3437         }
3438
3439         /* account preceding periods in which throttling occurred */
3440         cfs_b->nr_throttled += overrun;
3441
3442         /*
3443          * There are throttled entities so we must first use the new bandwidth
3444          * to unthrottle them before making it generally available.  This
3445          * ensures that all existing debts will be paid before a new cfs_rq is
3446          * allowed to run.
3447          */
3448         runtime = cfs_b->runtime;
3449         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
3450         cfs_b->runtime = 0;
3451
3452         /*
3453          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth
3454          * while we unthrottle.  This can potentially race with an unthrottled
3455          * group trying to acquire new bandwidth from the global pool.
3456          */
3457         while (throttled && runtime > 0) {
3458                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3459                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
3460                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
3461                                                  runtime_expires);
3462                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3463
3464                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3465         }
3466
3467         /* return (any) remaining runtime */
3468         cfs_b->runtime = runtime;
3469         /*
3470          * While we are ensured activity in the period following an
3471          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
3472          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
3473          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
3474          */
3475         cfs_b->idle = 0;
3476 out_unlock:
3477         if (idle)
3478                 cfs_b->timer_active = 0;
3479         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3480
3481         return idle;
3482 }
3483
3484 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
3485 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
3486 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
3487 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
3488 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
3489 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
3490
3491 /*
3492  * Are we near the end of the current quota period?
3493  *
3494  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
3495  * hrtimer base being cleared by __hrtimer_start_range_ns. In the case of
3496  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
3497  */
3498 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
3499 {
3500         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
3501         u64 remaining;
3502
3503         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
3504         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
3505                 return 1;
3506
3507         /* is a quota refresh about to occur? */
3508         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
3509         if (remaining < min_expire)
3510                 return 1;
3511
3512         return 0;
3513 }
3514
3515 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3516 {
3517         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
3518
3519         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
3520         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
3521                 return;
3522
3523         start_bandwidth_timer(&cfs_b->slack_timer,
3524                                 ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period));
3525 }
3526
3527 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
3528 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3529 {
3530         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3531         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
3532
3533         if (slack_runtime <= 0)
3534                 return;
3535
3536         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3537         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
3538             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
3539                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
3540
3541                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
3542                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
3543                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
3544                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
3545         }
3546         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3547
3548         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
3549         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
3550 }
3551
3552 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3553 {
3554         if (!cfs_bandwidth_used())
3555                 return;
3556
3557         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
3558                 return;
3559
3560         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3561 }
3562
3563 /*
3564  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
3565  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
3566  */
3567 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3568 {
3569         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
3570         u64 expires;
3571
3572         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
3573         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3574         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
3575                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3576                 return;
3577         }
3578
3579         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice) {
3580                 runtime = cfs_b->runtime;
3581                 cfs_b->runtime = 0;
3582         }
3583         expires = cfs_b->runtime_expires;
3584         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3585
3586         if (!runtime)
3587                 return;
3588
3589         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
3590
3591         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3592         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
3593                 cfs_b->runtime = runtime;
3594         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3595 }
3596
3597 /*
3598  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
3599  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
3600  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
3601  */
3602 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
3603 {
3604         if (!cfs_bandwidth_used())
3605                 return;
3606
3607         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
3608         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
3609                 return;
3610
3611         /* ensure the group is not already throttled */
3612         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3613                 return;
3614
3615         /* update runtime allocation */
3616         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
3617         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
3618                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3619 }
3620
3621 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
3622 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3623 {
3624         if (!cfs_bandwidth_used())
3625                 return false;
3626
3627         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3628                 return false;
3629
3630         /*
3631          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
3632          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
3633          */
3634         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3635                 return true;
3636
3637         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3638         return true;
3639 }
3640
3641 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
3642 {
3643         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3644                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
3645         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
3646
3647         return HRTIMER_NORESTART;
3648 }
3649
3650 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
3651 {
3652         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3653                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
3654         ktime_t now;
3655         int overrun;
3656         int idle = 0;
3657
3658         for (;;) {
3659                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
3660                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, cfs_b->period);
3661
3662                 if (!overrun)
3663                         break;
3664
3665                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
3666         }
3667
3668         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
3669 }
3670
3671 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3672 {
3673         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
3674         cfs_b->runtime = 0;
3675         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
3676         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
3677
3678         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3679         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3680         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
3681         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3682         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
3683 }
3684
3685 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3686 {
3687         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
3688         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
3689 }
3690
3691 /* requires cfs_b->lock, may release to reprogram timer */
3692 void __start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3693 {
3694         /*
3695          * The timer may be active because we're trying to set a new bandwidth
3696          * period or because we're racing with the tear-down path
3697          * (timer_active==0 becomes visible before the hrtimer call-back
3698          * terminates).  In either case we ensure that it's re-programmed
3699          */
3700         while (unlikely(hrtimer_active(&cfs_b->period_timer)) &&
3701                hrtimer_try_to_cancel(&cfs_b->period_timer) < 0) {
3702                 /* bounce the lock to allow do_sched_cfs_period_timer to run */
3703                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3704                 cpu_relax();
3705                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3706                 /* if someone else restarted the timer then we're done */
3707                 if (cfs_b->timer_active)
3708                         return;
3709         }
3710
3711         cfs_b->timer_active = 1;
3712         start_bandwidth_timer(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
3713 }
3714
3715 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3716 {
3717         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
3718         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
3719 }
3720
3721 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
3722 {
3723         struct cfs_rq *cfs_rq;
3724
3725         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
3726                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3727
3728                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
3729                         continue;
3730
3731                 /*
3732                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
3733                  * there's some valid quota amount
3734                  */
3735                 cfs_rq->runtime_remaining = cfs_b->quota;
3736                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3737                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3738         }
3739 }
3740
3741 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
3742 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
3743 {
3744         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
3745 }
3746
3747 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
3748 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
3749 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3750 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3751
3752 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
3753 {
3754         return 0;
3755 }
3756
3757 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
3758 {
3759         return 0;
3760 }
3761
3762 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
3763                                     int src_cpu, int dest_cpu)
3764 {
3765         return 0;
3766 }
3767
3768 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
3769
3770 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3771 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3772 #endif
3773
3774 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
3775 {
3776         return NULL;
3777 }
3778 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
3779 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
3780
3781 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
3782
3783 /**************************************************
3784  * CFS operations on tasks:
3785  */
3786
3787 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
3788 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3789 {
3790         struct sched_entity *se = &p->se;
3791         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3792
3793         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
3794
3795         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
3796                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
3797                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
3798                 s64 delta = slice - ran;
3799
3800                 if (delta < 0) {
3801                         if (rq->curr == p)
3802                                 resched_task(p);
3803                         return;
3804                 }
3805
3806                 /*
3807                  * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
3808                  * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
3809                  */
3810                 if (rq->curr != p)
3811                         delta = max_t(s64, 10000LL, delta);
3812
3813                 hrtick_start(rq, delta);
3814         }
3815 }
3816
3817 /*
3818  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
3819  * current task is from our class and nr_running is low enough
3820  * to matter.
3821  */
3822 static void hrtick_update(struct rq *rq)
3823 {
3824         struct task_struct *curr = rq->curr;
3825
3826         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
3827                 return;
3828
3829         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
3830                 hrtick_start_fair(rq, curr);
3831 }
3832 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
3833 static inline void
3834 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3835 {
3836 }
3837
3838 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
3839 {
3840 }
3841 #endif
3842
3843 /*
3844  * The enqueue_task method is called before nr_running is
3845  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
3846  * then put the task into the rbtree:
3847  */
3848 static void
3849 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
3850 {
3851         struct cfs_rq *cfs_rq;
3852         struct sched_entity *se = &p->se;
3853
3854         for_each_sched_entity(se) {
3855                 if (se->on_rq)
3856                         break;
3857                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3858                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
3859
3860                 /*
3861                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
3862                  *
3863                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
3864                  * post the final h_nr_running increment below.
3865                 */
3866                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3867                         break;
3868                 cfs_rq->h_nr_running++;
3869
3870                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
3871         }
3872
3873         for_each_sched_entity(se) {
3874                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3875                 cfs_rq->h_nr_running++;
3876
3877                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3878                         break;
3879
3880                 update_cfs_shares(cfs_rq);
3881                 update_entity_load_avg(se, 1);
3882         }
3883
3884         if (!se) {
3885                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
3886                 inc_nr_running(rq);
3887         }
3888         hrtick_update(rq);
3889 }
3890
3891 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
3892
3893 /*
3894  * The dequeue_task method is called before nr_running is
3895  * decreased. We remove the task from the rbtree and
3896  * update the fair scheduling stats:
3897  */
3898 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
3899 {
3900         struct cfs_rq *cfs_rq;
3901         struct sched_entity *se = &p->se;
3902         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
3903
3904         for_each_sched_entity(se) {
3905                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3906                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
3907
3908                 /*
3909                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
3910                  *
3911                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
3912                  * post the final h_nr_running decrement below.
3913                 */
3914                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3915                         break;
3916                 cfs_rq->h_nr_running--;
3917
3918                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
3919                 if (cfs_rq->load.weight) {
3920                         /*
3921                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
3922                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
3923                          */
3924                         if (task_sleep && parent_entity(se))
3925                                 set_next_buddy(parent_entity(se));
3926
3927                         /* avoid re-evaluating load for this entity */
3928                         se = parent_entity(se);
3929                         break;
3930                 }
3931                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
3932         }
3933
3934         for_each_sched_entity(se) {
3935                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3936                 cfs_rq->h_nr_running--;
3937
3938                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3939                         break;
3940
3941                 update_cfs_shares(cfs_rq);
3942                 update_entity_load_avg(se, 1);
3943         }
3944
3945         if (!se) {
3946                 dec_nr_running(rq);
3947                 update_rq_runnable_avg(rq, 1);
3948         }
3949         hrtick_update(rq);
3950 }
3951
3952 #ifdef CONFIG_SMP
3953 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
3954 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
3955 {
3956         return cpu_rq(cpu)->cfs.runnable_load_avg;
3957 }
3958
3959 /*
3960  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
3961  * according to the scheduling class and "nice" value.
3962  *
3963  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
3964  * balance conservatively.
3965  */
3966 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
3967 {
3968         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3969         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
3970
3971         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
3972                 return total;
3973
3974         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
3975 }
3976
3977 /*
3978  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
3979  * according to the scheduling class and "nice" value.
3980  */
3981 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
3982 {
3983         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3984         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
3985
3986         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
3987                 return total;
3988
3989         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
3990 }
3991
3992 static unsigned long power_of(int cpu)
3993 {
3994         return cpu_rq(cpu)->cpu_power;
3995 }
3996
3997 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
3998 {
3999         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4000         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
4001         unsigned long load_avg = rq->cfs.runnable_load_avg;
4002
4003         if (nr_running)
4004                 return load_avg / nr_running;
4005
4006         return 0;
4007 }
4008
4009 static void record_wakee(struct task_struct *p)
4010 {
4011         /*
4012          * Rough decay (wiping) for cost saving, don't worry
4013          * about the boundary, really active task won't care
4014          * about the loss.
4015          */
4016         if (jiffies > current->wakee_flip_decay_ts + HZ) {
4017                 current->wakee_flips = 0;
4018                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
4019         }
4020
4021         if (current->last_wakee != p) {
4022                 current->last_wakee = p;
4023                 current->wakee_flips++;
4024         }
4025 }
4026
4027 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
4028 {
4029         struct sched_entity *se = &p->se;
4030         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4031         u64 min_vruntime;
4032
4033 #ifndef CONFIG_64BIT
4034         u64 min_vruntime_copy;
4035
4036         do {
4037                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
4038                 smp_rmb();
4039                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4040         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
4041 #else
4042         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4043 #endif
4044
4045         se->vruntime -= min_vruntime;
4046         record_wakee(p);
4047 }
4048
4049 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4050 /*
4051  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
4052  *
4053  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
4054  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
4055  * can calculate the shift in shares.
4056  *
4057  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
4058  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
4059  * total group weight.
4060  *
4061  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
4062  * distribution (s_i) using:
4063  *
4064  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
4065  *
4066  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
4067  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
4068  * shares distribution (s_i):
4069  *
4070  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
4071  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
4072  *
4073  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
4074  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
4075  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
4076  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
4077  *
4078  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
4079  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
4080  *
4081  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
4082  *
4083  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
4084  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
4085  * weight and shares distributions like:
4086  *
4087  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
4088  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
4089  *
4090  * We can then compute the difference in effective weight by using:
4091  *
4092  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
4093  *
4094  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
4095  *
4096  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
4097  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
4098  * 4/7) times the weight of the group.
4099  */
4100 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4101 {
4102         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
4103
4104         if (!tg->parent)        /* the trivial, non-cgroup case */
4105                 return wl;
4106
4107         for_each_sched_entity(se) {
4108                 long w, W;
4109
4110                 tg = se->my_q->tg;
4111
4112                 /*
4113                  * W = @wg + \Sum rw_j
4114                  */
4115                 W = wg + calc_tg_weight(tg, se->my_q);
4116
4117                 /*
4118                  * w = rw_i + @wl
4119                  */
4120                 w = se->my_q->load.weight + wl;
4121
4122                 /*
4123                  * wl = S * s'_i; see (2)
4124                  */
4125                 if (W > 0 && w < W)
4126                         wl = (w * tg->shares) / W;
4127                 else
4128                         wl = tg->shares;
4129
4130                 /*
4131                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
4132                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
4133                  * calc_cfs_shares().
4134                  */
4135                 if (wl < MIN_SHARES)
4136                         wl = MIN_SHARES;
4137
4138                 /*
4139                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
4140                  */
4141                 wl -= se->load.weight;
4142
4143                 /*
4144                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
4145                  * the final effective load change on the root group. Since
4146                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
4147                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
4148                  * resulting from this level per the above.
4149                  */
4150                 wg = 0;
4151         }
4152
4153         return wl;
4154 }
4155 #else
4156
4157 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4158 {
4159         return wl;
4160 }
4161
4162 #endif
4163
4164 static int wake_wide(struct task_struct *p)
4165 {
4166         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
4167
4168         /*
4169          * Yeah, it's the switching-frequency, could means many wakee or
4170          * rapidly switch, use factor here will just help to automatically
4171          * adjust the loose-degree, so bigger node will lead to more pull.
4172          */
4173         if (p->wakee_flips > factor) {
4174                 /*
4175                  * wakee is somewhat hot, it needs certain amount of cpu
4176                  * resource, so if waker is far more hot, prefer to leave
4177                  * it alone.
4178                  */
4179                 if (current->wakee_flips > (factor * p->wakee_flips))
4180                         return 1;
4181         }
4182
4183         return 0;
4184 }
4185
4186 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
4187 {
4188         s64 this_load, load;
4189         int idx, this_cpu, prev_cpu;
4190         unsigned long tl_per_task;
4191         struct task_group *tg;
4192         unsigned long weight;
4193         int balanced;
4194
4195         /*
4196          * If we wake multiple tasks be careful to not bounce
4197          * ourselves around too much.
4198          */
4199         if (wake_wide(p))
4200                 return 0;
4201
4202         idx       = sd->wake_idx;
4203         this_cpu  = smp_processor_id();
4204         prev_cpu  = task_cpu(p);
4205         load      = source_load(prev_cpu, idx);
4206         this_load = target_load(this_cpu, idx);
4207
4208         /*
4209          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
4210          * effect of the currently running task from the load
4211          * of the current CPU:
4212          */
4213         if (sync) {
4214                 tg = task_group(current);
4215                 weight = current->se.load.weight;
4216
4217                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
4218                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
4219         }
4220
4221         tg = task_group(p);
4222         weight = p->se.load.weight;
4223
4224         /*
4225          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
4226          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
4227          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
4228          * about that, so that's good too.
4229          *
4230          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
4231          * task to be woken on this_cpu.
4232          */
4233         if (this_load > 0) {
4234                 s64 this_eff_load, prev_eff_load;
4235
4236                 this_eff_load = 100;
4237                 this_eff_load *= power_of(prev_cpu);
4238                 this_eff_load *= this_load +
4239                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
4240
4241                 prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
4242                 prev_eff_load *= power_of(this_cpu);
4243                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
4244
4245                 balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
4246         } else
4247                 balanced = true;
4248
4249         /*
4250          * If the currently running task will sleep within
4251          * a reasonable amount of time then attract this newly
4252          * woken task:
4253          */
4254         if (sync && balanced)
4255                 return 1;
4256
4257         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
4258         tl_per_task = cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
4259
4260         if (balanced ||
4261             (this_load <= load &&
4262              this_load + target_load(prev_cpu, idx) <= tl_per_task)) {
4263                 /*
4264                  * This domain has SD_WAKE_AFFINE and
4265                  * p is cache cold in this domain, and
4266                  * there is no bad imbalance.
4267                  */
4268                 schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
4269                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
4270
4271                 return 1;
4272         }
4273         return 0;
4274 }
4275
4276 /*
4277  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
4278  * domain.
4279  */
4280 static struct sched_group *
4281 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
4282                   int this_cpu, int sd_flag)
4283 {
4284         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
4285         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
4286         int load_idx = sd->forkexec_idx;
4287         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
4288
4289         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
4290                 load_idx = sd->wake_idx;
4291
4292         do {
4293                 unsigned long load, avg_load;
4294                 int local_group;
4295                 int i;
4296
4297                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
4298                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
4299                                         tsk_cpus_allowed(p)))
4300                         continue;
4301
4302                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
4303                                                sched_group_cpus(group));
4304
4305                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
4306                 avg_load = 0;
4307
4308                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
4309                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
4310                         if (local_group)
4311                                 load = source_load(i, load_idx);
4312                         else
4313                                 load = target_load(i, load_idx);
4314
4315                         avg_load += load;
4316                 }
4317
4318                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
4319                 avg_load = (avg_load * SCHED_POWER_SCALE) / group->sgp->power;
4320
4321                 if (local_group) {
4322                         this_load = avg_load;
4323                 } else if (avg_load < min_load) {
4324                         min_load = avg_load;
4325                         idlest = group;
4326                 }
4327         } while (group = group->next, group != sd->groups);
4328
4329         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
4330                 return NULL;
4331         return idlest;
4332 }
4333
4334 /*
4335  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
4336  */
4337 static int
4338 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
4339 {
4340         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
4341         int idlest = -1;
4342         int i;
4343
4344         /* Traverse only the allowed CPUs */
4345         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
4346                 load = weighted_cpuload(i);
4347
4348                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
4349                         min_load = load;
4350                         idlest = i;
4351                 }
4352         }
4353
4354         return idlest;
4355 }
4356
4357 /*
4358  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
4359  */
4360 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
4361 {
4362         struct sched_domain *sd;
4363         struct sched_group *sg;
4364         int i = task_cpu(p);
4365
4366         if (idle_cpu(target))
4367                 return target;
4368
4369         /*
4370          * If the prevous cpu is cache affine and idle, don't be stupid.
4371          */
4372         if (i != target && cpus_share_cache(i, target) && idle_cpu(i))
4373                 return i;
4374
4375         /*
4376          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
4377          */
4378         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
4379         for_each_lower_domain(sd) {
4380                 sg = sd->groups;
4381                 do {
4382                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
4383                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
4384                                 goto next;
4385
4386                         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
4387                                 if (i == target || !idle_cpu(i))
4388                                         goto next;
4389                         }
4390
4391                         target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
4392                                         tsk_cpus_allowed(p));
4393                         goto done;
4394 next:
4395                         sg = sg->next;
4396                 } while (sg != sd->groups);
4397         }
4398 done:
4399         return target;
4400 }
4401
4402 /*
4403  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
4404  * that have the 'sd_flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
4405  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
4406  *
4407  * Balances load by selecting the idlest cpu in the idlest group, or under
4408  * certain conditions an idle sibling cpu if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
4409  *
4410  * Returns the target cpu number.
4411  *
4412  * preempt must be disabled.
4413  */
4414 static int
4415 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
4416 {
4417         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
4418         int cpu = smp_processor_id();
4419         int new_cpu = cpu;
4420         int want_affine = 0;
4421         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
4422
4423         if (p->nr_cpus_allowed == 1)
4424                 return prev_cpu;
4425
4426         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
4427                 if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
4428                         want_affine = 1;
4429                 new_cpu = prev_cpu;
4430         }
4431
4432         rcu_read_lock();
4433         for_each_domain(cpu, tmp) {
4434                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4435                         continue;
4436
4437                 /*
4438                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
4439                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
4440                  */
4441                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
4442                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
4443                         affine_sd = tmp;
4444                         break;
4445                 }
4446
4447                 if (tmp->flags & sd_flag)
4448                         sd = tmp;
4449         }
4450
4451         if (affine_sd) {
4452                 if (cpu != prev_cpu && wake_affine(affine_sd, p, sync))
4453                         prev_cpu = cpu;
4454
4455                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu);
4456                 goto unlock;
4457         }
4458
4459         while (sd) {
4460                 struct sched_group *group;
4461                 int weight;
4462
4463                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
4464                         sd = sd->child;
4465                         continue;
4466                 }
4467
4468                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, sd_flag);
4469                 if (!group) {
4470                         sd = sd->child;
4471                         continue;
4472                 }
4473
4474                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
4475                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
4476                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
4477                         sd = sd->child;
4478                         continue;
4479                 }
4480
4481                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
4482                 cpu = new_cpu;
4483                 weight = sd->span_weight;
4484                 sd = NULL;
4485                 for_each_domain(cpu, tmp) {
4486                         if (weight <= tmp->span_weight)
4487                                 break;
4488                         if (tmp->flags & sd_flag)
4489                                 sd = tmp;
4490                 }
4491                 /* while loop will break here if sd == NULL */
4492         }
4493 unlock:
4494         rcu_read_unlock();
4495
4496         return new_cpu;
4497 }
4498
4499 /*
4500  * Called immediately before a task is migrated to a new cpu; task_cpu(p) and
4501  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
4502  * previous cpu.  However, the caller only guarantees p->pi_lock is held; no
4503  * other assumptions, including the state of rq->lock, should be made.
4504  */
4505 static void
4506 migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int next_cpu)
4507 {
4508         struct sched_entity *se = &p->se;
4509         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4510
4511         /*
4512          * Load tracking: accumulate removed load so that it can be processed
4513          * when we next update owning cfs_rq under rq->lock.  Tasks contribute
4514          * to blocked load iff they have a positive decay-count.  It can never
4515          * be negative here since on-rq tasks have decay-count == 0.
4516          */
4517         if (se->avg.decay_count) {
4518                 se->avg.decay_count = -__synchronize_entity_decay(se);
4519                 atomic_long_add(se->avg.load_avg_contrib,
4520                                                 &cfs_rq->removed_load);
4521         }
4522 }
4523 #endif /* CONFIG_SMP */
4524
4525 static unsigned long
4526 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
4527 {
4528         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
4529
4530         /*
4531          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
4532          * to virtual-time in his units.
4533          *
4534          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
4535          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
4536          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
4537          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
4538          * be smaller, again penalizing the lighter task.
4539          *
4540          * This is especially important for buddies when the leftmost
4541          * task is higher priority than the buddy.
4542          */
4543         return calc_delta_fair(gran, se);
4544 }
4545
4546 /*
4547  * Should 'se' preempt 'curr'.
4548  *
4549  *             |s1
4550  *        |s2
4551  *   |s3
4552  *         g
4553  *      |<--->|c
4554  *
4555  *  w(c, s1) = -1
4556  *  w(c, s2) =  0
4557  *  w(c, s3) =  1
4558  *
4559  */
4560 static int
4561 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
4562 {
4563         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
4564
4565         if (vdiff <= 0)
4566                 return -1;
4567
4568         gran = wakeup_gran(curr, se);
4569         if (vdiff > gran)
4570                 return 1;
4571
4572         return 0;
4573 }
4574
4575 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
4576 {
4577         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
4578                 return;
4579
4580         for_each_sched_entity(se)
4581                 cfs_rq_of(se)->last = se;
4582 }
4583
4584 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
4585 {
4586         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
4587                 return;
4588
4589         for_each_sched_entity(se)
4590                 cfs_rq_of(se)->next = se;
4591 }
4592
4593 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
4594 {
4595         for_each_sched_entity(se)
4596                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
4597 }
4598
4599 /*
4600  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
4601  */
4602 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
4603 {
4604         struct task_struct *curr = rq->curr;
4605         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
4606         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
4607         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
4608         int next_buddy_marked = 0;
4609
4610         if (unlikely(se == pse))
4611                 return;
4612
4613         /*
4614          * This is possible from callers such as move_task(), in which we
4615          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
4616          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
4617          * next-buddy nomination below.
4618          */
4619         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
4620                 return;
4621
4622         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
4623                 set_next_buddy(pse);
4624                 next_buddy_marked = 1;
4625         }
4626
4627         /*
4628          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
4629          * wake up path.
4630          *
4631          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
4632          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
4633          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
4634          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
4635          * below.
4636          */
4637         if (test_tsk_need_resched(curr))
4638                 return;
4639
4640         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
4641         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
4642             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
4643                 goto preempt;
4644
4645         /*
4646          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
4647          * is driven by the tick):
4648          */
4649         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
4650                 return;
4651
4652         find_matching_se(&se, &pse);
4653         update_curr(cfs_rq_of(se));
4654         BUG_ON(!pse);
4655         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
4656                 /*
4657                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
4658                  * triggering this preemption.
4659                  */
4660                 if (!next_buddy_marked)
4661                         set_next_buddy(pse);
4662                 goto preempt;
4663         }
4664
4665         return;
4666
4667 preempt:
4668         resched_task(curr);
4669         /*
4670          * Only set the backward buddy when the current task is still
4671          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
4672          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
4673          * point, either of which can * drop the rq lock.
4674          *
4675          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
4676          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
4677          */
4678         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
4679                 return;
4680
4681         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
4682                 set_last_buddy(se);
4683 }
4684
4685 static struct task_struct *
4686 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
4687 {
4688         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
4689         struct sched_entity *se;
4690         struct task_struct *p;
4691         int new_tasks;
4692
4693 again:
4694 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4695         if (!cfs_rq->nr_running)
4696                 goto idle;
4697
4698         if (prev->sched_class != &fair_sched_class)
4699                 goto simple;
4700
4701         /*
4702          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
4703          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
4704          *
4705          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
4706          * hierarchy, only change the part that actually changes.
4707          */
4708
4709         do {
4710                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
4711
4712                 /*
4713                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
4714                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
4715                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
4716                  * forget we've ever seen it.
4717                  */
4718                 if (curr && curr->on_rq)
4719                         update_curr(cfs_rq);
4720                 else
4721                         curr = NULL;
4722
4723                 /*
4724                  * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the throttle and
4725                  * dequeue its entity in the parent(s). Therefore the 'simple'
4726                  * nr_running test will indeed be correct.
4727                  */
4728                 if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq)))
4729                         goto simple;
4730
4731                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
4732                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
4733         } while (cfs_rq);
4734
4735         p = task_of(se);
4736
4737         /*
4738          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
4739          * is a different task than we started out with, try and touch the
4740          * least amount of cfs_rqs.
4741          */
4742         if (prev != p) {
4743                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
4744
4745                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
4746                         int se_depth = se->depth;
4747                         int pse_depth = pse->depth;
4748
4749                         if (se_depth <= pse_depth) {
4750                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
4751                                 pse = parent_entity(pse);
4752                         }
4753                         if (se_depth >= pse_depth) {
4754                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
4755                                 se = parent_entity(se);
4756                         }
4757                 }
4758
4759                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
4760                 set_next_entity(cfs_rq, se);
4761         }
4762
4763         if (hrtick_enabled(rq))
4764                 hrtick_start_fair(rq, p);
4765
4766         return p;
4767 simple:
4768         cfs_rq = &rq->cfs;
4769 #endif
4770
4771         if (!cfs_rq->nr_running)
4772                 goto idle;
4773
4774         put_prev_task(rq, prev);
4775
4776         do {
4777                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
4778                 set_next_entity(cfs_rq, se);
4779                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
4780         } while (cfs_rq);
4781
4782         p = task_of(se);
4783
4784         if (hrtick_enabled(rq))
4785                 hrtick_start_fair(rq, p);
4786
4787         return p;
4788
4789 idle:
4790         /*
4791          * Because idle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
4792          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
4793          * must re-start the pick_next_entity() loop.
4794          */
4795         new_tasks = idle_balance(rq);
4796
4797         if (rq->nr_running != rq->cfs.h_nr_running)
4798                 return RETRY_TASK;
4799
4800         if (new_tasks)
4801                 goto again;
4802
4803         return NULL;
4804 }
4805
4806 /*
4807  * Account for a descheduled task:
4808  */
4809 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
4810 {
4811         struct sched_entity *se = &prev->se;
4812         struct cfs_rq *cfs_rq;
4813
4814         for_each_sched_entity(se) {
4815                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4816                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
4817         }
4818 }
4819
4820 /*
4821  * sched_yield() is very simple
4822  *
4823  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
4824  */
4825 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
4826 {
4827         struct task_struct *curr = rq->curr;
4828         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
4829         struct sched_entity *se = &curr->se;
4830
4831         /*
4832          * Are we the only task in the tree?
4833          */
4834         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
4835                 return;
4836
4837         clear_buddies(cfs_rq, se);
4838
4839         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
4840                 update_rq_clock(rq);
4841                 /*
4842                  * Update run-time statistics of the 'current'.
4843                  */
4844                 update_curr(cfs_rq);
4845                 /*
4846                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
4847                  * so we don't do microscopic update in schedule()
4848                  * and double the fastpath cost.
4849                  */
4850                  rq->skip_clock_update = 1;
4851         }
4852
4853         set_skip_buddy(se);
4854 }
4855
4856 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
4857 {
4858         struct sched_entity *se = &p->se;
4859
4860         /* throttled hierarchies are not runnable */
4861         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
4862                 return false;
4863
4864         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
4865         set_next_buddy(se);
4866
4867         yield_task_fair(rq);
4868
4869         return true;
4870 }
4871
4872 #ifdef CONFIG_SMP
4873 /**************************************************
4874  * Fair scheduling class load-balancing methods.
4875  *
4876  * BASICS
4877  *
4878  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
4879  * per-cpu scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
4880  * time to each task. This is expressed in the following equation:
4881  *
4882  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
4883  *
4884  * Where W_i,n is the n-th weight average for cpu i. The instantaneous weight
4885  * W_i,0 is defined as:
4886  *
4887  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
4888  *
4889  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on cpu i. This weight
4890  * is derived from the nice value as per prio_to_weight[].
4891  *
4892  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
4893  * weight:
4894  *
4895  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
4896  *
4897  * P_i is the cpu power (or compute capacity) of cpu i, typically it is the
4898  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
4899  * can also include other factors [XXX].
4900  *
4901  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
4902  * directly from (1):
4903  *
4904  *   imb_i,j = max{ avg(W/P), W_i/P_i } - min{ avg(W/P), W_j/P_j }    (4)
4905  *
4906  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
4907  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
4908  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
4909  *
4910  * [XXX expand on:
4911  *     - infeasible weights;
4912  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
4913  *
4914  *
4915  * SCHED DOMAINS
4916  *
4917  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
4918  * for all i,j solution, we create a tree of cpus that follows the hardware
4919  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
4920  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of cpus going up the
4921  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
4922  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of cpus in
4923  * the groups.
4924  *
4925  * This yields:
4926  *
4927  *     log_2 n     1     n
4928  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
4929  *     i = 0      2^i   2^i
4930  *                               `- size of each group
4931  *         |         |     `- number of cpus doing load-balance
4932  *         |         `- freq
4933  *         `- sum over all levels
4934  *
4935  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
4936  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
4937  *
4938  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
4939  * to every other cpu in at most O(log n) steps:
4940  *
4941  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
4942  *
4943  *             log_2 n     
4944  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
4945  *             k = 0
4946  *
4947  * And you'll find that:
4948  *
4949  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
4950  *
4951  * Showing there's indeed a path between every cpu in at most O(log n) steps.
4952  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
4953  * of:
4954  *
4955  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
4956  *
4957  *
4958  * WORK CONSERVING
4959  *
4960  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
4961  * balancing is more aggressive and has the newly idle cpu iterate up the domain
4962  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
4963  *
4964  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
4965  * time.
4966  *
4967  * [XXX more?]
4968  *
4969  *
4970  * CGROUPS
4971  *
4972  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
4973  *
4974  *                                s_k,i
4975  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
4976  *                                 S_k
4977  *
4978  * Where
4979  *
4980  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
4981  *
4982  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on cpu i.
4983  *
4984  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
4985  * property.
4986  *
4987  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
4988  *      rewrite all of this once again.]
4989  */ 
4990
4991 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
4992
4993 enum fbq_type { regular, remote, all };
4994
4995 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
4996 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
4997 #define LBF_DST_PINNED  0x04
4998 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
4999
5000 struct lb_env {
5001         struct sched_domain     *sd;
5002
5003         struct rq               *src_rq;
5004         int                     src_cpu;
5005
5006         int                     dst_cpu;
5007         struct rq               *dst_rq;
5008
5009         struct cpumask          *dst_grpmask;
5010         int                     new_dst_cpu;
5011         enum cpu_idle_type      idle;
5012         long                    imbalance;
5013         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
5014         struct cpumask          *cpus;
5015
5016         unsigned int            flags;
5017
5018         unsigned int            loop;
5019         unsigned int            loop_break;
5020         unsigned int            loop_max;
5021
5022         enum fbq_type           fbq_type;
5023 };
5024
5025 /*
5026  * move_task - move a task from one runqueue to another runqueue.
5027  * Both runqueues must be locked.
5028  */
5029 static void move_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5030 {
5031         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
5032         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
5033         activate_task(env->dst_rq, p, 0);
5034         check_preempt_curr(env->dst_rq, p, 0);
5035 }
5036
5037 /*
5038  * Is this task likely cache-hot:
5039  */
5040 static int
5041 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
5042 {
5043         s64 delta;
5044
5045         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
5046                 return 0;
5047
5048         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
5049                 return 0;
5050
5051         /*
5052          * Buddy candidates are cache hot:
5053          */
5054         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && this_rq()->nr_running &&
5055                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
5056                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
5057                 return 1;
5058
5059         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
5060                 return 1;
5061         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
5062                 return 0;
5063
5064         delta = now - p->se.exec_start;
5065
5066         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
5067 }
5068
5069 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5070 /* Returns true if the destination node has incurred more faults */
5071 static bool migrate_improves_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5072 {
5073         int src_nid, dst_nid;
5074
5075         if (!sched_feat(NUMA_FAVOUR_HIGHER) || !p->numa_faults_memory ||
5076             !(env->sd->flags & SD_NUMA)) {
5077                 return false;
5078         }
5079
5080         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
5081         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
5082
5083         if (src_nid == dst_nid)
5084                 return false;
5085
5086         /* Always encourage migration to the preferred node. */
5087         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
5088                 return true;
5089
5090         /* If both task and group weight improve, this move is a winner. */
5091         if (task_weight(p, dst_nid) > task_weight(p, src_nid) &&
5092             group_weight(p, dst_nid) > group_weight(p, src_nid))
5093                 return true;
5094
5095         return false;
5096 }
5097
5098
5099 static bool migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5100 {
5101         int src_nid, dst_nid;
5102
5103         if (!sched_feat(NUMA) || !sched_feat(NUMA_RESIST_LOWER))
5104                 return false;
5105
5106         if (!p->numa_faults_memory || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
5107                 return false;
5108
5109         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
5110         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
5111
5112         if (src_nid == dst_nid)
5113                 return false;
5114
5115         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
5116         if (src_nid == p->numa_preferred_nid)
5117                 return true;
5118
5119         /* If either task or group weight get worse, don't do it. */
5120         if (task_weight(p, dst_nid) < task_weight(p, src_nid) ||
5121             group_weight(p, dst_nid) < group_weight(p, src_nid))
5122                 return true;
5123
5124         return false;
5125 }
5126
5127 #else
5128 static inline bool migrate_improves_locality(struct task_struct *p,
5129                                              struct lb_env *env)
5130 {
5131         return false;
5132 }
5133
5134 static inline bool migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
5135                                              struct lb_env *env)
5136 {
5137         return false;
5138 }
5139 #endif
5140
5141 /*
5142  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
5143  */
5144 static
5145 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5146 {
5147         int tsk_cache_hot = 0;
5148         /*
5149          * We do not migrate tasks that are:
5150          * 1) throttled_lb_pair, or
5151          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
5152          * 3) running (obviously), or
5153          * 4) are cache-hot on their current CPU.
5154          */
5155         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
5156                 return 0;
5157
5158         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
5159                 int cpu;
5160
5161                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
5162
5163                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
5164
5165                 /*
5166                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
5167                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
5168                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
5169                  *
5170                  * Also avoid computing new_dst_cpu if we have already computed
5171                  * one in current iteration.
5172                  */
5173                 if (!env->dst_grpmask || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
5174                         return 0;
5175
5176                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
5177                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
5178                         if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
5179                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
5180                                 env->new_dst_cpu = cpu;
5181                                 break;
5182                         }
5183                 }
5184
5185                 return 0;
5186         }
5187
5188         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
5189         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
5190
5191         if (task_running(env->src_rq, p)) {
5192                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
5193                 return 0;
5194         }
5195
5196         /*
5197          * Aggressive migration if:
5198          * 1) destination numa is preferred
5199          * 2) task is cache cold, or
5200          * 3) too many balance attempts have failed.
5201          */
5202         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq_clock_task(env->src_rq), env->sd);
5203         if (!tsk_cache_hot)
5204                 tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
5205
5206         if (migrate_improves_locality(p, env)) {
5207 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
5208                 if (tsk_cache_hot) {
5209                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
5210                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
5211                 }
5212 #endif
5213                 return 1;
5214         }
5215
5216         if (!tsk_cache_hot ||
5217                 env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
5218
5219                 if (tsk_cache_hot) {
5220                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
5221                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
5222                 }
5223
5224                 return 1;
5225         }
5226
5227         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
5228         return 0;
5229 }
5230
5231 /*
5232  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
5233  * part of active balancing operations within "domain".
5234  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
5235  *
5236  * Called with both runqueues locked.
5237  */
5238 static int move_one_task(struct lb_env *env)
5239 {
5240         struct task_struct *p, *n;
5241
5242         list_for_each_entry_safe(p, n, &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
5243                 if (!can_migrate_task(p, env))
5244                         continue;
5245
5246                 move_task(p, env);
5247                 /*
5248                  * Right now, this is only the second place move_task()
5249                  * is called, so we can safely collect move_task()
5250                  * stats here rather than inside move_task().
5251                  */
5252                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
5253                 return 1;
5254         }
5255         return 0;
5256 }
5257
5258 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
5259
5260 /*
5261  * move_tasks tries to move up to imbalance weighted load from busiest to
5262  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
5263  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
5264  *
5265  * Called with both runqueues locked.
5266  */
5267 static int move_tasks(struct lb_env *env)
5268 {
5269         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
5270         struct task_struct *p;
5271         unsigned long load;
5272         int pulled = 0;
5273
5274         if (env->imbalance <= 0)
5275                 return 0;
5276
5277         while (!list_empty(tasks)) {
5278                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
5279
5280                 env->loop++;
5281                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
5282                 if (env->loop > env->loop_max)
5283                         break;
5284
5285                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
5286                 if (env->loop > env->loop_break) {
5287                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
5288                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
5289                         break;
5290                 }
5291
5292                 if (!can_migrate_task(p, env))
5293                         goto next;
5294
5295                 load = task_h_load(p);
5296
5297                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
5298                         goto next;
5299
5300                 if ((load / 2) > env->imbalance)
5301                         goto next;
5302
5303                 move_task(p, env);
5304                 pulled++;
5305                 env->imbalance -= load;
5306
5307 #ifdef CONFIG_PREEMPT
5308                 /*
5309                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
5310                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
5311                  * the critical section.
5312                  */
5313                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
5314                         break;
5315 #endif
5316
5317                 /*
5318                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
5319                  * weighted load.
5320                  */
5321                 if (env->imbalance <= 0)
5322                         break;
5323
5324                 continue;
5325 next:
5326                 list_move_tail(&p->se.group_node, tasks);
5327         }
5328
5329         /*
5330          * Right now, this is one of only two places move_task() is called,
5331          * so we can safely collect move_task() stats here rather than
5332          * inside move_task().
5333          */
5334         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], pulled);
5335
5336         return pulled;
5337 }
5338
5339 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5340 /*
5341  * update tg->load_weight by folding this cpu's load_avg
5342  */
5343 static void __update_blocked_averages_cpu(struct task_group *tg, int cpu)
5344 {
5345         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
5346         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
5347
5348         /* throttled entities do not contribute to load */
5349         if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
5350                 return;
5351
5352         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
5353
5354         if (se) {
5355                 update_entity_load_avg(se, 1);
5356                 /*
5357                  * We pivot on our runnable average having decayed to zero for
5358                  * list removal.  This generally implies that all our children
5359                  * have also been removed (modulo rounding error or bandwidth
5360                  * control); however, such cases are rare and we can fix these
5361                  * at enqueue.
5362                  *
5363                  * TODO: fix up out-of-order children on enqueue.
5364                  */
5365                 if (!se->avg.runnable_avg_sum && !cfs_rq->nr_running)
5366                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
5367         } else {
5368                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5369                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
5370         }
5371 }
5372
5373 static void update_blocked_averages(int cpu)
5374 {
5375         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5376         struct cfs_rq *cfs_rq;
5377         unsigned long flags;
5378
5379         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5380         update_rq_clock(rq);
5381         /*
5382          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
5383          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
5384          */
5385         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
5386                 /*
5387                  * Note: We may want to consider periodically releasing
5388                  * rq->lock about these updates so that creating many task
5389                  * groups does not result in continually extending hold time.
5390                  */
5391                 __update_blocked_averages_cpu(cfs_rq->tg, rq->cpu);
5392         }
5393
5394         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5395 }
5396
5397 /*
5398  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
5399  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
5400  * group is a fraction of its parents load.
5401  */
5402 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
5403 {
5404         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5405         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
5406         unsigned long now = jiffies;
5407         unsigned long load;
5408
5409         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
5410                 return;
5411
5412         cfs_rq->h_load_next = NULL;
5413         for_each_sched_entity(se) {
5414                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5415                 cfs_rq->h_load_next = se;
5416                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
5417                         break;
5418         }
5419
5420         if (!se) {
5421                 cfs_rq->h_load = cfs_rq->runnable_load_avg;
5422                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
5423         }
5424
5425         while ((se = cfs_rq->h_load_next) != NULL) {
5426                 load = cfs_rq->h_load;
5427                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg_contrib,
5428                                 cfs_rq->runnable_load_avg + 1);
5429                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
5430                 cfs_rq->h_load = load;
5431                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
5432         }
5433 }
5434
5435 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
5436 {
5437         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
5438
5439         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
5440         return div64_ul(p->se.avg.load_avg_contrib * cfs_rq->h_load,
5441                         cfs_rq->runnable_load_avg + 1);
5442 }
5443 #else
5444 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
5445 {
5446 }
5447
5448 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
5449 {
5450         return p->se.avg.load_avg_contrib;
5451 }
5452 #endif
5453
5454 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
5455 /*
5456  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
5457  */
5458 struct sg_lb_stats {
5459         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
5460         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
5461         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
5462         unsigned long load_per_task;
5463         unsigned long group_power;
5464         unsigned int sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
5465         unsigned int group_capacity;
5466         unsigned int idle_cpus;
5467         unsigned int group_weight;
5468         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
5469         int group_has_capacity; /* Is there extra capacity in the group? */
5470 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5471         unsigned int nr_numa_running;
5472         unsigned int nr_preferred_running;
5473 #endif
5474 };
5475
5476 /*
5477  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
5478  *               during load balancing.
5479  */
5480 struct sd_lb_stats {
5481         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
5482         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
5483         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
5484         unsigned long total_pwr;        /* Total power of all groups in sd */
5485         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
5486
5487         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
5488         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
5489 };
5490
5491 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
5492 {
5493         /*
5494          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
5495          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
5496          * We must however clear busiest_stat::avg_load because
5497          * update_sd_pick_busiest() reads this before assignment.
5498          */
5499         *sds = (struct sd_lb_stats){
5500                 .busiest = NULL,
5501                 .local = NULL,
5502                 .total_load = 0UL,
5503                 .total_pwr = 0UL,
5504                 .busiest_stat = {
5505                         .avg_load = 0UL,
5506                 },
5507         };
5508 }
5509
5510 /**
5511  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
5512  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
5513  * @idle: The idle status of the CPU for whose sd load_idx is obtained.
5514  *
5515  * Return: The load index.
5516  */
5517 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
5518                                         enum cpu_idle_type idle)
5519 {
5520         int load_idx;
5521
5522         switch (idle) {
5523         case CPU_NOT_IDLE:
5524                 load_idx = sd->busy_idx;
5525                 break;
5526
5527         case CPU_NEWLY_IDLE:
5528                 load_idx = sd->newidle_idx;
5529                 break;
5530         default:
5531                 load_idx = sd->idle_idx;
5532                 break;
5533         }
5534
5535         return load_idx;
5536 }
5537
5538 static unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5539 {
5540         return SCHED_POWER_SCALE;
5541 }
5542
5543 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5544 {
5545         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
5546 }
5547
5548 static unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5549 {
5550         unsigned long weight = sd->span_weight;
5551         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
5552
5553         smt_gain /= weight;
5554
5555         return smt_gain;
5556 }
5557
5558 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5559 {
5560         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
5561 }
5562
5563 static unsigned long scale_rt_power(int cpu)
5564 {
5565         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5566         u64 total, available, age_stamp, avg;
5567
5568         /*
5569          * Since we're reading these variables without serialization make sure
5570          * we read them once before doing sanity checks on them.
5571          */
5572         age_stamp = ACCESS_ONCE(rq->age_stamp);
5573         avg = ACCESS_ONCE(rq->rt_avg);
5574
5575         total = sched_avg_period() + (rq_clock(rq) - age_stamp);
5576
5577         if (unlikely(total < avg)) {
5578                 /* Ensures that power won't end up being negative */
5579                 available = 0;
5580         } else {
5581                 available = total - avg;
5582         }
5583
5584         if (unlikely((s64)total < SCHED_POWER_SCALE))
5585                 total = SCHED_POWER_SCALE;
5586
5587         total >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5588
5589         return div_u64(available, total);
5590 }
5591
5592 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5593 {
5594         unsigned long weight = sd->span_weight;
5595         unsigned long power = SCHED_POWER_SCALE;
5596         struct sched_group *sdg = sd->groups;
5597
5598         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
5599                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
5600                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
5601                 else
5602                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
5603
5604                 power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5605         }
5606
5607         sdg->sgp->power_orig = power;
5608
5609         if (sched_feat(ARCH_POWER))
5610                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
5611         else
5612                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
5613
5614         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5615
5616         power *= scale_rt_power(cpu);
5617         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5618
5619         if (!power)
5620                 power = 1;
5621
5622         cpu_rq(cpu)->cpu_power = power;
5623         sdg->sgp->power = power;
5624 }
5625
5626 void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5627 {
5628         struct sched_domain *child = sd->child;
5629         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
5630         unsigned long power, power_orig;
5631         unsigned long interval;
5632
5633         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
5634         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
5635         sdg->sgp->next_update = jiffies + interval;
5636
5637         if (!child) {
5638                 update_cpu_power(sd, cpu);
5639                 return;
5640         }
5641
5642         power_orig = power = 0;
5643
5644         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
5645                 /*
5646                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
5647                  * span the current group.
5648                  */
5649
5650                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg)) {
5651                         struct sched_group_power *sgp;
5652                         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5653
5654                         /*
5655                          * build_sched_domains() -> init_sched_groups_power()
5656                          * gets here before we've attached the domains to the
5657                          * runqueues.
5658                          *
5659                          * Use power_of(), which is set irrespective of domains
5660                          * in update_cpu_power().
5661                          *
5662                          * This avoids power/power_orig from being 0 and
5663                          * causing divide-by-zero issues on boot.
5664                          *
5665                          * Runtime updates will correct power_orig.
5666                          */
5667                         if (unlikely(!rq->sd)) {
5668                                 power_orig += power_of(cpu);
5669                                 power += power_of(cpu);
5670                                 continue;
5671                         }
5672
5673                         sgp = rq->sd->groups->sgp;
5674                         power_orig += sgp->power_orig;
5675                         power += sgp->power;
5676                 }
5677         } else  {
5678                 /*
5679                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
5680                  * span the current group.
5681                  */ 
5682
5683                 group = child->groups;
5684                 do {
5685                         power_orig += group->sgp->power_orig;
5686                         power += group->sgp->power;
5687                         group = group->next;
5688                 } while (group != child->groups);
5689         }
5690
5691         sdg->sgp->power_orig = power_orig;
5692         sdg->sgp->power = power;
5693 }
5694
5695 /*
5696  * Try and fix up capacity for tiny siblings, this is needed when
5697  * things like SD_ASYM_PACKING need f_b_g to select another sibling
5698  * which on its own isn't powerful enough.
5699  *
5700  * See update_sd_pick_busiest() and check_asym_packing().
5701  */
5702 static inline int
5703 fix_small_capacity(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group)
5704 {
5705         /*
5706          * Only siblings can have significantly less than SCHED_POWER_SCALE
5707          */
5708         if (!(sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER))
5709                 return 0;
5710
5711         /*
5712          * If ~90% of the cpu_power is still there, we're good.
5713          */
5714         if (group->sgp->power * 32 > group->sgp->power_orig * 29)
5715                 return 1;
5716
5717         return 0;
5718 }
5719
5720 /*
5721  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
5722  * groups is inadequate due to tsk_cpus_allowed() constraints.
5723  *
5724  * Imagine a situation of two groups of 4 cpus each and 4 tasks each with a
5725  * cpumask covering 1 cpu of the first group and 3 cpus of the second group.
5726  * Something like:
5727  *
5728  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
5729  *              *     * * *
5730  *
5731  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
5732  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
5733  * cpu 3 and leave one of the cpus in the second group unused.
5734  *
5735  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
5736  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
5737  * moving tasks due to affinity constraints.
5738  *
5739  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
5740  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
5741  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
5742  * to create an effective group imbalance.
5743  *
5744  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
5745  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
5746  * subtle and fragile situation.
5747  */
5748
5749 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
5750 {
5751         return group->sgp->imbalance;
5752 }
5753
5754 /*
5755  * Compute the group capacity.
5756  *
5757  * Avoid the issue where N*frac(smt_power) >= 1 creates 'phantom' cores by
5758  * first dividing out the smt factor and computing the actual number of cores
5759  * and limit power unit capacity with that.
5760  */
5761 static inline int sg_capacity(struct lb_env *env, struct sched_group *group)
5762 {
5763         unsigned int capacity, smt, cpus;
5764         unsigned int power, power_orig;
5765
5766         power = group->sgp->power;
5767         power_orig = group->sgp->power_orig;
5768         cpus = group->group_weight;
5769
5770         /* smt := ceil(cpus / power), assumes: 1 < smt_power < 2 */
5771         smt = DIV_ROUND_UP(SCHED_POWER_SCALE * cpus, power_orig);
5772         capacity = cpus / smt; /* cores */
5773
5774         capacity = min_t(unsigned, capacity, DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_POWER_SCALE));
5775         if (!capacity)
5776                 capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
5777
5778         return capacity;
5779 }
5780
5781 /**
5782  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
5783  * @env: The load balancing environment.
5784  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
5785  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
5786  * @local_group: Does group contain this_cpu.
5787  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
5788  */
5789 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
5790                         struct sched_group *group, int load_idx,
5791                         int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
5792 {
5793         unsigned long load;
5794         int i;
5795
5796         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
5797
5798         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
5799                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
5800
5801                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
5802                 if (local_group)
5803                         load = target_load(i, load_idx);
5804                 else
5805                         load = source_load(i, load_idx);
5806
5807                 sgs->group_load += load;
5808                 sgs->sum_nr_running += rq->nr_running;
5809 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5810                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
5811                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
5812 #endif
5813                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
5814                 if (idle_cpu(i))
5815                         sgs->idle_cpus++;
5816         }
5817
5818         /* Adjust by relative CPU power of the group */
5819         sgs->group_power = group->sgp->power;
5820         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_POWER_SCALE) / sgs->group_power;
5821
5822         if (sgs->sum_nr_running)
5823                 sgs->load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
5824
5825         sgs->group_weight = group->group_weight;
5826
5827         sgs->group_imb = sg_imbalanced(group);
5828         sgs->group_capacity = sg_capacity(env, group);
5829
5830         if (sgs->group_capacity > sgs->sum_nr_running)
5831                 sgs->group_has_capacity = 1;
5832 }
5833
5834 /**
5835  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
5836  * @env: The load balancing environment.
5837  * @sds: sched_domain statistics
5838  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
5839  * @sgs: sched_group statistics
5840  *
5841  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
5842  * busiest group.
5843  *
5844  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
5845  * busiest group. %false otherwise.
5846  */
5847 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
5848                                    struct sd_lb_stats *sds,
5849                                    struct sched_group *sg,
5850                                    struct sg_lb_stats *sgs)
5851 {
5852         if (sgs->avg_load <= sds->busiest_stat.avg_load)
5853                 return false;
5854
5855         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity)
5856                 return true;
5857
5858         if (sgs->group_imb)
5859                 return true;
5860
5861         /*
5862          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
5863          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
5864          * higher than ourself as busy.
5865          */
5866         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && sgs->sum_nr_running &&
5867             env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
5868                 if (!sds->busiest)
5869                         return true;
5870
5871                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
5872                         return true;
5873         }
5874
5875         return false;
5876 }
5877
5878 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5879 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
5880 {
5881         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_numa_running)
5882                 return regular;
5883         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
5884                 return remote;
5885         return all;
5886 }
5887
5888 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
5889 {
5890         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
5891                 return regular;
5892         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
5893                 return remote;
5894         return all;
5895 }
5896 #else
5897 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
5898 {
5899         return all;
5900 }
5901
5902 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
5903 {
5904         return regular;
5905 }
5906 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
5907
5908 /**
5909  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
5910  * @env: The load balancing environment.
5911  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
5912  */
5913 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
5914 {
5915         struct sched_domain *child = env->sd->child;
5916         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
5917         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
5918         int load_idx, prefer_sibling = 0;
5919
5920         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
5921                 prefer_sibling = 1;
5922
5923         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
5924
5925         do {
5926                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
5927                 int local_group;
5928
5929                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
5930                 if (local_group) {
5931                         sds->local = sg;
5932                         sgs = &sds->local_stat;
5933
5934                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
5935                             time_after_eq(jiffies, sg->sgp->next_update))
5936                                 update_group_power(env->sd, env->dst_cpu);
5937                 }
5938
5939                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, sgs);
5940
5941                 if (local_group)
5942                         goto next_group;
5943
5944                 /*
5945                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
5946                  * first, lower the sg capacity to one so that we'll try
5947                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
5948                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
5949                  * these excess tasks, i.e. nr_running < group_capacity. The
5950                  * extra check prevents the case where you always pull from the
5951                  * heaviest group when it is already under-utilized (possible
5952                  * with a large weight task outweighs the tasks on the system).
5953                  */
5954                 if (prefer_sibling && sds->local &&
5955                     sds->local_stat.group_has_capacity)
5956                         sgs->group_capacity = min(sgs->group_capacity, 1U);
5957
5958                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
5959                         sds->busiest = sg;
5960                         sds->busiest_stat = *sgs;
5961                 }
5962
5963 next_group:
5964                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
5965                 sds->total_load += sgs->group_load;
5966                 sds->total_pwr += sgs->group_power;
5967
5968                 sg = sg->next;
5969         } while (sg != env->sd->groups);
5970
5971         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
5972                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
5973 }
5974
5975 /**
5976  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
5977  *                      sched doman.
5978  *
5979  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
5980  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
5981  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
5982  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
5983  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
5984  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
5985  *
5986  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
5987  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
5988  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
5989  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
5990  * number.
5991  *
5992  * Return: 1 when packing is required and a task should be moved to
5993  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
5994  *
5995  * @env: The load balancing environment.
5996  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
5997  */
5998 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
5999 {
6000         int busiest_cpu;
6001
6002         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
6003                 return 0;
6004
6005         if (!sds->busiest)
6006                 return 0;
6007
6008         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
6009         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
6010                 return 0;
6011
6012         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
6013                 sds->busiest_stat.avg_load * sds->busiest_stat.group_power,
6014                 SCHED_POWER_SCALE);
6015
6016         return 1;
6017 }
6018
6019 /**
6020  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
6021  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
6022  *                      load balancing.
6023  * @env: The load balancing environment.
6024  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
6025  */
6026 static inline
6027 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6028 {
6029         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
6030         unsigned int imbn = 2;
6031         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
6032         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
6033
6034         local = &sds->local_stat;
6035         busiest = &sds->busiest_stat;
6036
6037         if (!local->sum_nr_running)
6038                 local->load_per_task = cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
6039         else if (busiest->load_per_task > local->load_per_task)
6040                 imbn = 1;
6041
6042         scaled_busy_load_per_task =
6043                 (busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
6044                 busiest->group_power;
6045
6046         if (busiest->avg_load + scaled_busy_load_per_task >=
6047             local->avg_load + (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
6048                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
6049                 return;
6050         }
6051
6052         /*
6053          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
6054          * however we may be able to increase total CPU power used by
6055          * moving them.
6056          */
6057
6058         pwr_now += busiest->group_power *
6059                         min(busiest->load_per_task, busiest->avg_load);
6060         pwr_now += local->group_power *
6061                         min(local->load_per_task, local->avg_load);
6062         pwr_now /= SCHED_POWER_SCALE;
6063
6064         /* Amount of load we'd subtract */
6065         tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
6066                 busiest->group_power;
6067         if (busiest->avg_load > tmp) {
6068                 pwr_move += busiest->group_power *
6069                             min(busiest->load_per_task,
6070                                 busiest->avg_load - tmp);
6071         }
6072
6073         /* Amount of load we'd add */
6074         if (busiest->avg_load * busiest->group_power <
6075             busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) {
6076                 tmp = (busiest->avg_load * busiest->group_power) /
6077                       local->group_power;
6078         } else {
6079                 tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
6080                       local->group_power;
6081         }
6082         pwr_move += local->group_power *
6083                     min(local->load_per_task, local->avg_load + tmp);
6084         pwr_move /= SCHED_POWER_SCALE;
6085
6086         /* Move if we gain throughput */
6087         if (pwr_move > pwr_now)
6088                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
6089 }
6090
6091 /**
6092  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
6093  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
6094  * @env: load balance environment
6095  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
6096  */
6097 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6098 {
6099         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
6100         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
6101
6102         local = &sds->local_stat;
6103         busiest = &sds->busiest_stat;
6104
6105         if (busiest->group_imb) {
6106                 /*
6107                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
6108                  * to ensure cpu-load equilibrium, look at wider averages. XXX
6109                  */
6110                 busiest->load_per_task =
6111                         min(busiest->load_per_task, sds->avg_load);
6112         }
6113
6114         /*
6115          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
6116          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
6117          * its cpu_power, while calculating max_load..)
6118          */
6119         if (busiest->avg_load <= sds->avg_load ||
6120             local->avg_load >= sds->avg_load) {
6121                 env->imbalance = 0;
6122                 return fix_small_imbalance(env, sds);
6123         }
6124
6125         if (!busiest->group_imb) {
6126                 /*
6127                  * Don't want to pull so many tasks that a group would go idle.
6128                  * Except of course for the group_imb case, since then we might
6129                  * have to drop below capacity to reach cpu-load equilibrium.
6130                  */
6131                 load_above_capacity =
6132                         (busiest->sum_nr_running - busiest->group_capacity);
6133
6134                 load_above_capacity *= (SCHED_LOAD_SCALE * SCHED_POWER_SCALE);
6135                 load_above_capacity /= busiest->group_power;
6136         }
6137
6138         /*
6139          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
6140          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
6141          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
6142          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
6143          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
6144          * for the minimum possible imbalance.
6145          */
6146         max_pull = min(busiest->avg_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
6147
6148         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
6149         env->imbalance = min(
6150                 max_pull * busiest->group_power,
6151                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_power
6152         ) / SCHED_POWER_SCALE;
6153
6154         /*
6155          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
6156          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
6157          * a think about bumping its value to force at least one task to be
6158          * moved
6159          */
6160         if (env->imbalance < busiest->load_per_task)
6161                 return fix_small_imbalance(env, sds);
6162 }
6163
6164 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
6165
6166 /**
6167  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
6168  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
6169  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
6170  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
6171  * such a group exists.
6172  *
6173  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
6174  * to restore balance.
6175  *
6176  * @env: The load balancing environment.
6177  *
6178  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
6179  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
6180  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
6181  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
6182  */
6183 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
6184 {
6185         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
6186         struct sd_lb_stats sds;
6187
6188         init_sd_lb_stats(&sds);
6189
6190         /*
6191          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
6192          * this level.
6193          */
6194         update_sd_lb_stats(env, &sds);
6195         local = &sds.local_stat;
6196         busiest = &sds.busiest_stat;
6197
6198         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
6199             check_asym_packing(env, &sds))
6200                 return sds.busiest;
6201
6202         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
6203         if (!sds.busiest || busiest->sum_nr_running == 0)
6204                 goto out_balanced;
6205
6206         sds.avg_load = (SCHED_POWER_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
6207
6208         /*
6209          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
6210          * work because they assume all things are equal, which typically
6211          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
6212          */
6213         if (busiest->group_imb)
6214                 goto force_balance;
6215
6216         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
6217         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && local->group_has_capacity &&
6218             !busiest->group_has_capacity)
6219                 goto force_balance;
6220
6221         /*
6222          * If the local group is more busy than the selected busiest group
6223          * don't try and pull any tasks.
6224          */
6225         if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
6226                 goto out_balanced;
6227
6228         /*
6229          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
6230          * average load.
6231          */
6232         if (local->avg_load >= sds.avg_load)
6233                 goto out_balanced;
6234
6235         if (env->idle == CPU_IDLE) {
6236                 /*
6237                  * This cpu is idle. If the busiest group load doesn't
6238                  * have more tasks than the number of available cpu's and
6239                  * there is no imbalance between this and busiest group
6240                  * wrt to idle cpu's, it is balanced.
6241                  */
6242                 if ((local->idle_cpus < busiest->idle_cpus) &&
6243                     busiest->sum_nr_running <= busiest->group_weight)
6244                         goto out_balanced;
6245         } else {
6246                 /*
6247                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
6248                  * imbalance_pct to be conservative.
6249                  */
6250                 if (100 * busiest->avg_load <=
6251                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
6252                         goto out_balanced;
6253         }
6254
6255 force_balance:
6256         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
6257         calculate_imbalance(env, &sds);
6258         return sds.busiest;
6259
6260 out_balanced:
6261         env->imbalance = 0;
6262         return NULL;
6263 }
6264
6265 /*
6266  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
6267  */
6268 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
6269                                      struct sched_group *group)
6270 {
6271         struct rq *busiest = NULL, *rq;
6272         unsigned long busiest_load = 0, busiest_power = 1;
6273         int i;
6274
6275         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
6276                 unsigned long power, capacity, wl;
6277                 enum fbq_type rt;
6278
6279                 rq = cpu_rq(i);
6280                 rt = fbq_classify_rq(rq);
6281
6282                 /*
6283                  * We classify groups/runqueues into three groups:
6284                  *  - regular: there are !numa tasks
6285                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
6286                  *  - all:     there is no distinction
6287                  *
6288                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
6289                  * ignore those when there's better options.
6290                  *
6291                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
6292                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
6293                  * queue by moving tasks around inside the node.
6294                  *
6295                  * If we cannot move enough load due to this classification
6296                  * the next pass will adjust the group classification and
6297                  * allow migration of more tasks.
6298                  *
6299                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
6300                  */
6301                 if (rt > env->fbq_type)
6302                         continue;
6303
6304                 power = power_of(i);
6305                 capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_POWER_SCALE);
6306                 if (!capacity)
6307                         capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
6308
6309                 wl = weighted_cpuload(i);
6310
6311                 /*
6312                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
6313                  * which is not scaled with the cpu power.
6314                  */
6315                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance)
6316                         continue;
6317
6318                 /*
6319                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
6320                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu power, so that
6321                  * the load can be moved away from the cpu that is potentially
6322                  * running at a lower capacity.
6323                  *
6324                  * Thus we're looking for max(wl_i / power_i), crosswise
6325                  * multiplication to rid ourselves of the division works out
6326                  * to: wl_i * power_j > wl_j * power_i;  where j is our
6327                  * previous maximum.
6328                  */
6329                 if (wl * busiest_power > busiest_load * power) {
6330                         busiest_load = wl;
6331                         busiest_power = power;
6332                         busiest = rq;
6333                 }
6334         }
6335
6336         return busiest;
6337 }
6338
6339 /*
6340  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
6341  * so long as it is large enough.
6342  */
6343 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
6344
6345 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
6346 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
6347
6348 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
6349 {
6350         struct sched_domain *sd = env->sd;
6351
6352         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
6353
6354                 /*
6355                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
6356                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
6357                  * lowest numbered CPUs.
6358                  */
6359                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
6360                         return 1;
6361         }
6362
6363         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
6364 }
6365
6366 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
6367
6368 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
6369 {
6370         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
6371         struct cpumask *sg_cpus, *sg_mask;
6372         int cpu, balance_cpu = -1;
6373
6374         /*
6375          * In the newly idle case, we will allow all the cpu's
6376          * to do the newly idle load balance.
6377          */
6378         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6379                 return 1;
6380
6381         sg_cpus = sched_group_cpus(sg);
6382         sg_mask = sched_group_mask(sg);
6383         /* Try to find first idle cpu */
6384         for_each_cpu_and(cpu, sg_cpus, env->cpus) {
6385                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, sg_mask) || !idle_cpu(cpu))
6386                         continue;
6387
6388                 balance_cpu = cpu;
6389                 break;
6390         }
6391
6392         if (balance_cpu == -1)
6393                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
6394
6395         /*
6396          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
6397          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
6398          */
6399         return balance_cpu == env->dst_cpu;
6400 }
6401
6402 /*
6403  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
6404  * tasks if there is an imbalance.
6405  */
6406 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
6407                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
6408                         int *continue_balancing)
6409 {
6410         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
6411         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
6412         struct sched_group *group;
6413         struct rq *busiest;
6414         unsigned long flags;
6415         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_mask);
6416
6417         struct lb_env env = {
6418                 .sd             = sd,
6419                 .dst_cpu        = this_cpu,
6420                 .dst_rq         = this_rq,
6421                 .dst_grpmask    = sched_group_cpus(sd->groups),
6422                 .idle           = idle,
6423                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
6424                 .cpus           = cpus,
6425                 .fbq_type       = all,
6426         };
6427
6428         /*
6429          * For NEWLY_IDLE load_balancing, we don't need to consider
6430          * other cpus in our group
6431          */
6432         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6433                 env.dst_grpmask = NULL;
6434
6435         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
6436
6437         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
6438
6439 redo:
6440         if (!should_we_balance(&env)) {
6441                 *continue_balancing = 0;
6442                 goto out_balanced;
6443         }
6444
6445         group = find_busiest_group(&env);
6446         if (!group) {
6447                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
6448                 goto out_balanced;
6449         }
6450
6451         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
6452         if (!busiest) {
6453                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
6454                 goto out_balanced;
6455         }
6456
6457         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
6458
6459         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
6460
6461         ld_moved = 0;
6462         if (busiest->nr_running > 1) {
6463                 /*
6464                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
6465                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
6466                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
6467                  * correctly treated as an imbalance.
6468                  */
6469                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
6470                 env.src_cpu   = busiest->cpu;
6471                 env.src_rq    = busiest;
6472                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
6473
6474 more_balance:
6475                 local_irq_save(flags);
6476                 double_rq_lock(env.dst_rq, busiest);
6477
6478                 /*
6479                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
6480                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
6481                  */
6482                 cur_ld_moved = move_tasks(&env);
6483                 ld_moved += cur_ld_moved;
6484                 double_rq_unlock(env.dst_rq, busiest);
6485                 local_irq_restore(flags);
6486
6487                 /*
6488                  * some other cpu did the load balance for us.
6489                  */
6490                 if (cur_ld_moved && env.dst_cpu != smp_processor_id())
6491                         resched_cpu(env.dst_cpu);
6492
6493                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
6494                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
6495                         goto more_balance;
6496                 }
6497
6498                 /*
6499                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
6500                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
6501                  * where they can run. The upper limit on how many times we
6502                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
6503                  * sched_group.
6504                  *
6505                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
6506                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
6507                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
6508                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
6509                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
6510                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
6511                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
6512                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
6513                  * This however should not happen so much in practice and
6514                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
6515                  * excess load moved.
6516                  */
6517                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
6518
6519                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
6520                         cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
6521
6522                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
6523                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
6524                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
6525                         env.loop         = 0;
6526                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
6527
6528                         /*
6529                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
6530                          * need to continue with same src_cpu.
6531                          */
6532                         goto more_balance;
6533                 }
6534
6535                 /*
6536                  * We failed to reach balance because of affinity.
6537                  */
6538                 if (sd_parent) {
6539                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgp->imbalance;
6540
6541                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0) {
6542                                 *group_imbalance = 1;
6543                         } else if (*group_imbalance)
6544                                 *group_imbalance = 0;
6545                 }
6546
6547                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
6548                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
6549                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
6550                         if (!cpumask_empty(cpus)) {
6551                                 env.loop = 0;
6552                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
6553                                 goto redo;
6554                         }
6555                         goto out_balanced;
6556                 }
6557         }
6558
6559         if (!ld_moved) {
6560                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
6561                 /*
6562                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
6563                  * We do not want newidle balance, which can be very
6564                  * frequent, pollute the failure counter causing
6565                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
6566                  */
6567                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
6568                         sd->nr_balance_failed++;
6569
6570                 if (need_active_balance(&env)) {
6571                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
6572
6573                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
6574                          * if the curr task on busiest cpu can't be
6575                          * moved to this_cpu
6576                          */
6577                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
6578                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
6579                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
6580                                                             flags);
6581                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
6582                                 goto out_one_pinned;
6583                         }
6584
6585                         /*
6586                          * ->active_balance synchronizes accesses to
6587                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
6588                          * only after active load balance is finished.
6589                          */
6590                         if (!busiest->active_balance) {
6591                                 busiest->active_balance = 1;
6592                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
6593                                 active_balance = 1;
6594                         }
6595                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
6596
6597                         if (active_balance) {
6598                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
6599                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
6600                                         &busiest->active_balance_work);
6601                         }
6602
6603                         /*
6604                          * We've kicked active balancing, reset the failure
6605                          * counter.
6606                          */
6607                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
6608                 }
6609         } else
6610                 sd->nr_balance_failed = 0;
6611
6612         if (likely(!active_balance)) {
6613                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
6614                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
6615         } else {
6616                 /*
6617                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
6618                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
6619                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
6620                  * move_tasks).
6621                  */
6622                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
6623                         sd->balance_interval *= 2;
6624         }
6625
6626         goto out;
6627
6628 out_balanced:
6629         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
6630
6631         sd->nr_balance_failed = 0;
6632
6633 out_one_pinned:
6634         /* tune up the balancing interval */
6635         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
6636                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
6637                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
6638                 sd->balance_interval *= 2;
6639
6640         ld_moved = 0;
6641 out:
6642         return ld_moved;
6643 }
6644
6645 /*
6646  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
6647  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
6648  */
6649 static int idle_balance(struct rq *this_rq)
6650 {
6651         struct sched_domain *sd;
6652         int pulled_task = 0;
6653         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
6654         u64 curr_cost = 0;
6655         int this_cpu = this_rq->cpu;
6656
6657         idle_enter_fair(this_rq);
6658         /*
6659          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
6660          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
6661          */
6662         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
6663
6664         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
6665                 goto out;
6666
6667         /*
6668          * Drop the rq->lock, but keep IRQ/preempt disabled.
6669          */
6670         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
6671
6672         update_blocked_averages(this_cpu);
6673         rcu_read_lock();
6674         for_each_domain(this_cpu, sd) {
6675                 unsigned long interval;
6676                 int continue_balancing = 1;
6677                 u64 t0, domain_cost;
6678
6679                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
6680                         continue;
6681
6682                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost)
6683                         break;
6684
6685                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
6686                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
6687
6688                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
6689                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
6690                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
6691                                                    &continue_balancing);
6692
6693                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
6694                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
6695                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
6696
6697                         curr_cost += domain_cost;
6698                 }
6699
6700                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
6701                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
6702                         next_balance = sd->last_balance + interval;
6703                 if (pulled_task)
6704                         break;
6705         }
6706         rcu_read_unlock();
6707
6708         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
6709
6710         /*
6711          * While browsing the domains, we released the rq lock.
6712          * A task could have be enqueued in the meantime
6713          */
6714         if (this_rq->nr_running && !pulled_task) {
6715                 pulled_task = 1;
6716                 goto out;
6717         }
6718
6719         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
6720                 /*
6721                  * We are going idle. next_balance may be set based on
6722                  * a busy processor. So reset next_balance.
6723                  */
6724                 this_rq->next_balance = next_balance;
6725         }
6726
6727         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
6728                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
6729
6730 out:
6731         if (pulled_task)
6732                 this_rq->idle_stamp = 0;
6733
6734         return pulled_task;
6735 }
6736
6737 /*
6738  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
6739  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
6740  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
6741  * avoids physical / logical imbalances.
6742  */
6743 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
6744 {
6745         struct rq *busiest_rq = data;
6746         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
6747         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
6748         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
6749         struct sched_domain *sd;
6750
6751         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
6752
6753         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
6754         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
6755                      !busiest_rq->active_balance))
6756                 goto out_unlock;
6757
6758         /* Is there any task to move? */
6759         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
6760                 goto out_unlock;
6761
6762         /*
6763          * This condition is "impossible", if it occurs
6764          * we need to fix it. Originally reported by
6765          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
6766          */
6767         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
6768
6769         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
6770         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
6771
6772         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
6773         rcu_read_lock();
6774         for_each_domain(target_cpu, sd) {
6775                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
6776                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
6777                                 break;
6778         }
6779
6780         if (likely(sd)) {
6781                 struct lb_env env = {
6782                         .sd             = sd,
6783                         .dst_cpu        = target_cpu,
6784                         .dst_rq         = target_rq,
6785                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
6786                         .src_rq         = busiest_rq,
6787                         .idle           = CPU_IDLE,
6788                 };
6789
6790                 schedstat_inc(sd, alb_count);
6791
6792                 if (move_one_task(&env))
6793                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
6794                 else
6795                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
6796         }
6797         rcu_read_unlock();
6798         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
6799 out_unlock:
6800         busiest_rq->active_balance = 0;
6801         raw_spin_unlock_irq(&busiest_rq->lock);
6802         return 0;
6803 }
6804
6805 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
6806 {
6807         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
6808 }
6809
6810 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6811 /*
6812  * idle load balancing details
6813  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
6814  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
6815  *   load balancing for all the idle CPUs.
6816  */
6817 static struct {
6818         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
6819         atomic_t nr_cpus;
6820         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
6821 } nohz ____cacheline_aligned;
6822
6823 static inline int find_new_ilb(void)
6824 {
6825         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
6826
6827         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
6828                 return ilb;
6829
6830         return nr_cpu_ids;
6831 }
6832
6833 /*
6834  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
6835  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
6836  * CPU (if there is one).
6837  */
6838 static void nohz_balancer_kick(void)
6839 {
6840         int ilb_cpu;
6841
6842         nohz.next_balance++;
6843
6844         ilb_cpu = find_new_ilb();
6845
6846         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
6847                 return;
6848
6849         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
6850                 return;
6851         /*
6852          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
6853          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
6854          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
6855          * will be run before returning from the IPI.
6856          */
6857         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
6858         return;
6859 }
6860
6861 static inline void nohz_balance_exit_idle(int cpu)
6862 {
6863         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
6864                 /*
6865                  * Completely isolated CPUs don't ever set, so we must test.
6866                  */
6867                 if (likely(cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))) {
6868                         cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
6869                         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
6870                 }
6871                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
6872         }
6873 }
6874
6875 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
6876 {
6877         struct sched_domain *sd;
6878         int cpu = smp_processor_id();
6879
6880         rcu_read_lock();
6881         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
6882
6883         if (!sd || !sd->nohz_idle)
6884                 goto unlock;
6885         sd->nohz_idle = 0;
6886
6887         atomic_inc(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
6888 unlock:
6889         rcu_read_unlock();
6890 }
6891
6892 void set_cpu_sd_state_idle(void)
6893 {
6894         struct sched_domain *sd;
6895         int cpu = smp_processor_id();
6896
6897         rcu_read_lock();
6898         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
6899
6900         if (!sd || sd->nohz_idle)
6901                 goto unlock;
6902         sd->nohz_idle = 1;
6903
6904         atomic_dec(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
6905 unlock:
6906         rcu_read_unlock();
6907 }
6908
6909 /*
6910  * This routine will record that the cpu is going idle with tick stopped.
6911  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
6912  */
6913 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
6914 {
6915         /*
6916          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
6917          */
6918         if (!cpu_active(cpu))
6919                 return;
6920
6921         if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
6922                 return;
6923
6924         /*
6925          * If we're a completely isolated CPU, we don't play.
6926          */
6927         if (on_null_domain(cpu_rq(cpu)))
6928                 return;
6929
6930         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
6931         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
6932         set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
6933 }
6934
6935 static int sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
6936                                         unsigned long action, void *hcpu)
6937 {
6938         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6939         case CPU_DYING:
6940                 nohz_balance_exit_idle(smp_processor_id());
6941                 return NOTIFY_OK;
6942         default:
6943                 return NOTIFY_DONE;
6944         }
6945 }
6946 #endif
6947
6948 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
6949
6950 /*
6951  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
6952  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
6953  */
6954 void update_max_interval(void)
6955 {
6956         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
6957 }
6958
6959 /*
6960  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
6961  * and initiates a balancing operation if so.
6962  *
6963  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
6964  */
6965 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
6966 {
6967         int continue_balancing = 1;
6968         int cpu = rq->cpu;
6969         unsigned long interval;
6970         struct sched_domain *sd;
6971         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
6972         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
6973         int update_next_balance = 0;
6974         int need_serialize, need_decay = 0;
6975         u64 max_cost = 0;
6976
6977         update_blocked_averages(cpu);
6978
6979         rcu_read_lock();
6980         for_each_domain(cpu, sd) {
6981                 /*
6982                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
6983                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
6984                  */
6985                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
6986                         sd->max_newidle_lb_cost =
6987                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
6988                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
6989                         need_decay = 1;
6990                 }
6991                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
6992
6993                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
6994                         continue;
6995
6996                 /*
6997                  * Stop the load balance at this level. There is another
6998                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
6999                  * actively.
7000                  */
7001                 if (!continue_balancing) {
7002                         if (need_decay)
7003                                 continue;
7004                         break;
7005                 }
7006
7007                 interval = sd->balance_interval;
7008                 if (idle != CPU_IDLE)
7009                         interval *= sd->busy_factor;
7010
7011                 /* scale ms to jiffies */
7012                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
7013                 interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
7014
7015                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
7016
7017                 if (need_serialize) {
7018                         if (!spin_trylock(&balancing))
7019                                 goto out;
7020                 }
7021
7022                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
7023                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
7024                                 /*
7025                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
7026                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
7027                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
7028                                  */
7029                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
7030                         }
7031                         sd->last_balance = jiffies;
7032                 }
7033                 if (need_serialize)
7034                         spin_unlock(&balancing);
7035 out:
7036                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
7037                         next_balance = sd->last_balance + interval;
7038                         update_next_balance = 1;
7039                 }
7040         }
7041         if (need_decay) {
7042                 /*
7043                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
7044                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
7045                  */
7046                 rq->max_idle_balance_cost =
7047                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
7048         }
7049         rcu_read_unlock();
7050
7051         /*
7052          * next_balance will be updated only when there is a need.
7053          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
7054          * updated.
7055          */
7056         if (likely(update_next_balance))
7057                 rq->next_balance = next_balance;
7058 }
7059
7060 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7061 /*
7062  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
7063  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
7064  */
7065 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
7066 {
7067         int this_cpu = this_rq->cpu;
7068         struct rq *rq;
7069         int balance_cpu;
7070
7071         if (idle != CPU_IDLE ||
7072             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
7073                 goto end;
7074
7075         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
7076                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
7077                         continue;
7078
7079                 /*
7080                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
7081                  * work being done for other cpus. Next load
7082                  * balancing owner will pick it up.
7083                  */
7084                 if (need_resched())
7085                         break;
7086
7087                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
7088
7089                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
7090                 update_rq_clock(rq);
7091                 update_idle_cpu_load(rq);
7092                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
7093
7094                 rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
7095
7096                 if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
7097                         this_rq->next_balance = rq->next_balance;
7098         }
7099         nohz.next_balance = this_rq->next_balance;
7100 end:
7101         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
7102 }
7103
7104 /*
7105  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
7106  * of an idle cpu is the system.
7107  *   - This rq has more than one task.
7108  *   - At any scheduler domain level, this cpu's scheduler group has multiple
7109  *     busy cpu's exceeding the group's power.
7110  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
7111  *     domain span are idle.
7112  */
7113 static inline int nohz_kick_needed(struct rq *rq)
7114 {
7115         unsigned long now = jiffies;
7116         struct sched_domain *sd;
7117         struct sched_group_power *sgp;
7118         int nr_busy, cpu = rq->cpu;
7119
7120         if (unlikely(rq->idle_balance))
7121                 return 0;
7122
7123        /*
7124         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
7125         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
7126         */
7127         set_cpu_sd_state_busy();
7128         nohz_balance_exit_idle(cpu);
7129
7130         /*
7131          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
7132          * balancing.
7133          */
7134         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
7135                 return 0;
7136
7137         if (time_before(now, nohz.next_balance))
7138                 return 0;
7139
7140         if (rq->nr_running >= 2)
7141                 goto need_kick;
7142
7143         rcu_read_lock();
7144         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
7145
7146         if (sd) {
7147                 sgp = sd->groups->sgp;
7148                 nr_busy = atomic_read(&sgp->nr_busy_cpus);
7149
7150                 if (nr_busy > 1)
7151                         goto need_kick_unlock;
7152         }
7153
7154         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym, cpu));
7155
7156         if (sd && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
7157                                   sched_domain_span(sd)) < cpu))
7158                 goto need_kick_unlock;
7159
7160         rcu_read_unlock();
7161         return 0;
7162
7163 need_kick_unlock:
7164         rcu_read_unlock();
7165 need_kick:
7166         return 1;
7167 }
7168 #else
7169 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle) { }
7170 #endif
7171
7172 /*
7173  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
7174  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
7175  */
7176 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
7177 {
7178         struct rq *this_rq = this_rq();
7179         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
7180                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
7181
7182         rebalance_domains(this_rq, idle);
7183
7184         /*
7185          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
7186          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
7187          * stopped.
7188          */
7189         nohz_idle_balance(this_rq, idle);
7190 }
7191
7192 /*
7193  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
7194  */
7195 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
7196 {
7197         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
7198         if (unlikely(on_null_domain(rq)))
7199                 return;
7200
7201         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
7202                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
7203 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7204         if (nohz_kick_needed(rq))
7205                 nohz_balancer_kick();
7206 #endif
7207 }
7208
7209 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
7210 {
7211         update_sysctl();
7212 }
7213
7214 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
7215 {
7216         update_sysctl();
7217
7218         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
7219         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
7220 }
7221
7222 #endif /* CONFIG_SMP */
7223
7224 /*
7225  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
7226  */
7227 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
7228 {
7229         struct cfs_rq *cfs_rq;
7230         struct sched_entity *se = &curr->se;
7231
7232         for_each_sched_entity(se) {
7233                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7234                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
7235         }
7236
7237         if (numabalancing_enabled)
7238                 task_tick_numa(rq, curr);
7239
7240         update_rq_runnable_avg(rq, 1);
7241 }
7242
7243 /*
7244  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
7245  *  - child not yet on the tasklist
7246  *  - preemption disabled
7247  */
7248 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
7249 {
7250         struct cfs_rq *cfs_rq;
7251         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
7252         int this_cpu = smp_processor_id();
7253         struct rq *rq = this_rq();
7254         unsigned long flags;
7255
7256         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7257
7258         update_rq_clock(rq);
7259
7260         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
7261         curr = cfs_rq->curr;
7262
7263         /*
7264          * Not only the cpu but also the task_group of the parent might have
7265          * been changed after parent->se.parent,cfs_rq were copied to
7266          * child->se.parent,cfs_rq. So call __set_task_cpu() to make those
7267          * of child point to valid ones.
7268          */
7269         rcu_read_lock();
7270         __set_task_cpu(p, this_cpu);
7271         rcu_read_unlock();
7272
7273         update_curr(cfs_rq);
7274
7275         if (curr)
7276                 se->vruntime = curr->vruntime;
7277         place_entity(cfs_rq, se, 1);
7278
7279         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
7280                 /*
7281                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
7282                  * 'current' within the tree based on its new key value.
7283                  */
7284                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
7285                 resched_task(rq->curr);
7286         }
7287
7288         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
7289
7290         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7291 }
7292
7293 /*
7294  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
7295  * the current task.
7296  */
7297 static void
7298 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
7299 {
7300         if (!p->se.on_rq)
7301                 return;
7302
7303         /*
7304          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
7305          * our priority decreased, or if we are not currently running on
7306          * this runqueue and our priority is higher than the current's
7307          */
7308         if (rq->curr == p) {
7309                 if (p->prio > oldprio)
7310                         resched_task(rq->curr);
7311         } else
7312                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
7313 }
7314
7315 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7316 {
7317         struct sched_entity *se = &p->se;
7318         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7319
7320         /*
7321          * Ensure the task's vruntime is normalized, so that when it's
7322          * switched back to the fair class the enqueue_entity(.flags=0) will
7323          * do the right thing.
7324          *
7325          * If it's on_rq, then the dequeue_entity(.flags=0) will already
7326          * have normalized the vruntime, if it's !on_rq, then only when
7327          * the task is sleeping will it still have non-normalized vruntime.
7328          */
7329         if (!p->on_rq && p->state != TASK_RUNNING) {
7330                 /*
7331                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
7332                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
7333                  */
7334                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
7335                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
7336         }
7337
7338 #ifdef CONFIG_SMP
7339         /*
7340         * Remove our load from contribution when we leave sched_fair
7341         * and ensure we don't carry in an old decay_count if we
7342         * switch back.
7343         */
7344         if (se->avg.decay_count) {
7345                 __synchronize_entity_decay(se);
7346                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
7347         }
7348 #endif
7349 }
7350
7351 /*
7352  * We switched to the sched_fair class.
7353  */
7354 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7355 {
7356         struct sched_entity *se = &p->se;
7357 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7358         /*
7359          * Since the real-depth could have been changed (only FAIR
7360          * class maintain depth value), reset depth properly.
7361          */
7362         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
7363 #endif
7364         if (!se->on_rq)
7365                 return;
7366
7367         /*
7368          * We were most likely switched from sched_rt, so
7369          * kick off the schedule if running, otherwise just see
7370          * if we can still preempt the current task.
7371          */
7372         if (rq->curr == p)
7373                 resched_task(rq->curr);
7374         else
7375                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
7376 }
7377
7378 /* Account for a task changing its policy or group.
7379  *
7380  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
7381  * migrates between groups/classes.
7382  */
7383 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
7384 {
7385         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
7386
7387         for_each_sched_entity(se) {
7388                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7389
7390                 set_next_entity(cfs_rq, se);
7391                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
7392                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
7393         }
7394 }
7395
7396 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
7397 {
7398         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
7399         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
7400 #ifndef CONFIG_64BIT
7401         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
7402 #endif
7403 #ifdef CONFIG_SMP
7404         atomic64_set(&cfs_rq->decay_counter, 1);
7405         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_load, 0);
7406 #endif
7407 }
7408
7409 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7410 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p, int on_rq)
7411 {
7412         struct sched_entity *se = &p->se;
7413         struct cfs_rq *cfs_rq;
7414
7415         /*
7416          * If the task was not on the rq at the time of this cgroup movement
7417          * it must have been asleep, sleeping tasks keep their ->vruntime
7418          * absolute on their old rq until wakeup (needed for the fair sleeper
7419          * bonus in place_entity()).
7420          *
7421          * If it was on the rq, we've just 'preempted' it, which does convert
7422          * ->vruntime to a relative base.
7423          *
7424          * Make sure both cases convert their relative position when migrating
7425          * to another cgroup's rq. This does somewhat interfere with the
7426          * fair sleeper stuff for the first placement, but who cares.
7427          */
7428         /*
7429          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
7430          * But there are some cases where it has already been normalized:
7431          *
7432          * - Moving a forked child which is waiting for being woken up by
7433          *   wake_up_new_task().
7434          * - Moving a task which has been woken up by try_to_wake_up() and
7435          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
7436          *
7437          * To prevent boost or penalty in the new cfs_rq caused by delta
7438          * min_vruntime between the two cfs_rqs, we skip vruntime adjustment.
7439          */
7440         if (!on_rq && (!se->sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING))
7441                 on_rq = 1;
7442
7443         if (!on_rq)
7444                 se->vruntime -= cfs_rq_of(se)->min_vruntime;
7445         set_task_rq(p, task_cpu(p));
7446         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
7447         if (!on_rq) {
7448                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7449                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
7450 #ifdef CONFIG_SMP
7451                 /*
7452                  * migrate_task_rq_fair() will have removed our previous
7453                  * contribution, but we must synchronize for ongoing future
7454                  * decay.
7455                  */
7456                 se->avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
7457                 cfs_rq->blocked_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
7458 #endif
7459         }
7460 }
7461
7462 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
7463 {
7464         int i;
7465
7466         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
7467
7468         for_each_possible_cpu(i) {
7469                 if (tg->cfs_rq)
7470                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
7471                 if (tg->se)
7472                         kfree(tg->se[i]);
7473         }
7474
7475         kfree(tg->cfs_rq);
7476         kfree(tg->se);
7477 }
7478
7479 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7480 {
7481         struct cfs_rq *cfs_rq;
7482         struct sched_entity *se;
7483         int i;
7484
7485         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
7486         if (!tg->cfs_rq)
7487                 goto err;
7488         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
7489         if (!tg->se)
7490                 goto err;
7491
7492         tg->shares = NICE_0_LOAD;
7493
7494         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
7495
7496         for_each_possible_cpu(i) {
7497                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
7498                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7499                 if (!cfs_rq)
7500                         goto err;
7501
7502                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
7503                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7504                 if (!se)
7505                         goto err_free_rq;
7506
7507                 init_cfs_rq(cfs_rq);
7508                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
7509         }
7510
7511         return 1;
7512
7513 err_free_rq:
7514         kfree(cfs_rq);
7515 err:
7516         return 0;
7517 }
7518
7519 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
7520 {
7521         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7522         unsigned long flags;
7523
7524         /*
7525         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
7526         * check on_list without danger of it being re-added.
7527         */
7528         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
7529                 return;
7530
7531         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7532         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
7533         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7534 }
7535
7536 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
7537                         struct sched_entity *se, int cpu,
7538                         struct sched_entity *parent)
7539 {
7540         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7541
7542         cfs_rq->tg = tg;
7543         cfs_rq->rq = rq;
7544         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
7545
7546         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
7547         tg->se[cpu] = se;
7548
7549         /* se could be NULL for root_task_group */
7550         if (!se)
7551                 return;
7552
7553         if (!parent) {
7554                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
7555                 se->depth = 0;
7556         } else {
7557                 se->cfs_rq = parent->my_q;
7558                 se->depth = parent->depth + 1;
7559         }
7560
7561         se->my_q = cfs_rq;
7562         /* guarantee group entities always have weight */
7563         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
7564         se->parent = parent;
7565 }
7566
7567 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
7568
7569 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
7570 {
7571         int i;
7572         unsigned long flags;
7573
7574         /*
7575          * We can't change the weight of the root cgroup.
7576          */
7577         if (!tg->se[0])
7578                 return -EINVAL;
7579
7580         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
7581
7582         mutex_lock(&shares_mutex);
7583         if (tg->shares == shares)
7584                 goto done;
7585
7586         tg->shares = shares;
7587         for_each_possible_cpu(i) {
7588                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
7589                 struct sched_entity *se;
7590
7591                 se = tg->se[i];
7592                 /* Propagate contribution to hierarchy */
7593                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7594
7595                 /* Possible calls to update_curr() need rq clock */
7596                 update_rq_clock(rq);
7597                 for_each_sched_entity(se)
7598                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
7599                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7600         }
7601
7602 done:
7603         mutex_unlock(&shares_mutex);
7604         return 0;
7605 }
7606 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7607
7608 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
7609
7610 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7611 {
7612         return 1;
7613 }
7614
7615 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
7616
7617 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7618
7619
7620 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
7621 {
7622         struct sched_entity *se = &task->se;
7623         unsigned int rr_interval = 0;
7624
7625         /*
7626          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
7627          * idle runqueue:
7628          */
7629         if (rq->cfs.load.weight)
7630                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
7631
7632         return rr_interval;
7633 }
7634
7635 /*
7636  * All the scheduling class methods:
7637  */
7638 const struct sched_class fair_sched_class = {
7639         .next                   = &idle_sched_class,
7640         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
7641         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
7642         .yield_task             = yield_task_fair,
7643         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
7644
7645         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
7646
7647         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
7648         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
7649
7650 #ifdef CONFIG_SMP
7651         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
7652         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
7653
7654         .rq_online              = rq_online_fair,
7655         .rq_offline             = rq_offline_fair,
7656
7657         .task_waking            = task_waking_fair,
7658 #endif
7659
7660         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
7661         .task_tick              = task_tick_fair,
7662         .task_fork              = task_fork_fair,
7663
7664         .prio_changed           = prio_changed_fair,
7665         .switched_from          = switched_from_fair,
7666         .switched_to            = switched_to_fair,
7667
7668         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
7669
7670 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7671         .task_move_group        = task_move_group_fair,
7672 #endif
7673 };
7674
7675 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
7676 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
7677 {
7678         struct cfs_rq *cfs_rq;
7679
7680         rcu_read_lock();
7681         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
7682                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
7683         rcu_read_unlock();
7684 }
7685 #endif
7686
7687 __init void init_sched_fair_class(void)
7688 {
7689 #ifdef CONFIG_SMP
7690         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
7691
7692 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7693         nohz.next_balance = jiffies;
7694         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
7695         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
7696 #endif
7697 #endif /* SMP */
7698
7699 }