sched: Track group sched_entity usage contributions
[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/cpuidle.h>
27 #include <linux/slab.h>
28 #include <linux/profile.h>
29 #include <linux/interrupt.h>
30 #include <linux/mempolicy.h>
31 #include <linux/migrate.h>
32 #include <linux/task_work.h>
33
34 #include <trace/events/sched.h>
35
36 #include "sched.h"
37
38 /*
39  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
40  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
41  *
42  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
43  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
44  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
45  * based scheduling concepts.
46  *
47  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
48  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
49  */
50 unsigned int sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
51 unsigned int normalized_sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
52
53 /*
54  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
55  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
56  *
57  * Options are:
58  * SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
59  * SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
60  * SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
61  */
62 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling
63         = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
64
65 /*
66  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
67  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
68  */
69 unsigned int sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
70 unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
71
72 /*
73  * is kept at sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity
74  */
75 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
76
77 /*
78  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
79  * parent will (try to) run first.
80  */
81 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
82
83 /*
84  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
85  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
86  *
87  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
88  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
89  * have immediate wakeup/sleep latencies.
90  */
91 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
92 unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
93
94 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost = 500000UL;
95
96 /*
97  * The exponential sliding  window over which load is averaged for shares
98  * distribution.
99  * (default: 10msec)
100  */
101 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_shares_window = 10000000UL;
102
103 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
104 /*
105  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
106  * each time a cfs_rq requests quota.
107  *
108  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
109  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
110  * we will always only issue the remaining available time.
111  *
112  * default: 5 msec, units: microseconds
113   */
114 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice = 5000UL;
115 #endif
116
117 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
118 {
119         lw->weight += inc;
120         lw->inv_weight = 0;
121 }
122
123 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
124 {
125         lw->weight -= dec;
126         lw->inv_weight = 0;
127 }
128
129 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
130 {
131         lw->weight = w;
132         lw->inv_weight = 0;
133 }
134
135 /*
136  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
137  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
138  * to users decreases. But the relationship is not linear,
139  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
140  * number of CPUs.
141  *
142  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
143  */
144 static int get_update_sysctl_factor(void)
145 {
146         unsigned int cpus = min_t(int, num_online_cpus(), 8);
147         unsigned int factor;
148
149         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
150         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
151                 factor = 1;
152                 break;
153         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
154                 factor = cpus;
155                 break;
156         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
157         default:
158                 factor = 1 + ilog2(cpus);
159                 break;
160         }
161
162         return factor;
163 }
164
165 static void update_sysctl(void)
166 {
167         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
168
169 #define SET_SYSCTL(name) \
170         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
171         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
172         SET_SYSCTL(sched_latency);
173         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
174 #undef SET_SYSCTL
175 }
176
177 void sched_init_granularity(void)
178 {
179         update_sysctl();
180 }
181
182 #define WMULT_CONST     (~0U)
183 #define WMULT_SHIFT     32
184
185 static void __update_inv_weight(struct load_weight *lw)
186 {
187         unsigned long w;
188
189         if (likely(lw->inv_weight))
190                 return;
191
192         w = scale_load_down(lw->weight);
193
194         if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
195                 lw->inv_weight = 1;
196         else if (unlikely(!w))
197                 lw->inv_weight = WMULT_CONST;
198         else
199                 lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
200 }
201
202 /*
203  * delta_exec * weight / lw.weight
204  *   OR
205  * (delta_exec * (weight * lw->inv_weight)) >> WMULT_SHIFT
206  *
207  * Either weight := NICE_0_LOAD and lw \e prio_to_wmult[], in which case
208  * we're guaranteed shift stays positive because inv_weight is guaranteed to
209  * fit 32 bits, and NICE_0_LOAD gives another 10 bits; therefore shift >= 22.
210  *
211  * Or, weight =< lw.weight (because lw.weight is the runqueue weight), thus
212  * weight/lw.weight <= 1, and therefore our shift will also be positive.
213  */
214 static u64 __calc_delta(u64 delta_exec, unsigned long weight, struct load_weight *lw)
215 {
216         u64 fact = scale_load_down(weight);
217         int shift = WMULT_SHIFT;
218
219         __update_inv_weight(lw);
220
221         if (unlikely(fact >> 32)) {
222                 while (fact >> 32) {
223                         fact >>= 1;
224                         shift--;
225                 }
226         }
227
228         /* hint to use a 32x32->64 mul */
229         fact = (u64)(u32)fact * lw->inv_weight;
230
231         while (fact >> 32) {
232                 fact >>= 1;
233                 shift--;
234         }
235
236         return mul_u64_u32_shr(delta_exec, fact, shift);
237 }
238
239
240 const struct sched_class fair_sched_class;
241
242 /**************************************************************
243  * CFS operations on generic schedulable entities:
244  */
245
246 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
247
248 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
249 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
250 {
251         return cfs_rq->rq;
252 }
253
254 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
255 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
256
257 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
258 {
259 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
260         WARN_ON_ONCE(!entity_is_task(se));
261 #endif
262         return container_of(se, struct task_struct, se);
263 }
264
265 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
266 #define for_each_sched_entity(se) \
267                 for (; se; se = se->parent)
268
269 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
270 {
271         return p->se.cfs_rq;
272 }
273
274 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
275 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
276 {
277         return se->cfs_rq;
278 }
279
280 /* runqueue "owned" by this group */
281 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
282 {
283         return grp->my_q;
284 }
285
286 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
287                                        int force_update);
288
289 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
290 {
291         if (!cfs_rq->on_list) {
292                 /*
293                  * Ensure we either appear before our parent (if already
294                  * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
295                  * enqueued.  The fact that we always enqueue bottom-up
296                  * reduces this to two cases.
297                  */
298                 if (cfs_rq->tg->parent &&
299                     cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu_of(rq_of(cfs_rq))]->on_list) {
300                         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
301                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
302                 } else {
303                         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
304                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
305                 }
306
307                 cfs_rq->on_list = 1;
308                 /* We should have no load, but we need to update last_decay. */
309                 update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 0);
310         }
311 }
312
313 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
314 {
315         if (cfs_rq->on_list) {
316                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
317                 cfs_rq->on_list = 0;
318         }
319 }
320
321 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
322 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
323         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
324
325 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
326 static inline struct cfs_rq *
327 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
328 {
329         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
330                 return se->cfs_rq;
331
332         return NULL;
333 }
334
335 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
336 {
337         return se->parent;
338 }
339
340 static void
341 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
342 {
343         int se_depth, pse_depth;
344
345         /*
346          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
347          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
348          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
349          * parent.
350          */
351
352         /* First walk up until both entities are at same depth */
353         se_depth = (*se)->depth;
354         pse_depth = (*pse)->depth;
355
356         while (se_depth > pse_depth) {
357                 se_depth--;
358                 *se = parent_entity(*se);
359         }
360
361         while (pse_depth > se_depth) {
362                 pse_depth--;
363                 *pse = parent_entity(*pse);
364         }
365
366         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
367                 *se = parent_entity(*se);
368                 *pse = parent_entity(*pse);
369         }
370 }
371
372 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
373
374 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
375 {
376         return container_of(se, struct task_struct, se);
377 }
378
379 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
380 {
381         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
382 }
383
384 #define entity_is_task(se)      1
385
386 #define for_each_sched_entity(se) \
387                 for (; se; se = NULL)
388
389 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
390 {
391         return &task_rq(p)->cfs;
392 }
393
394 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
395 {
396         struct task_struct *p = task_of(se);
397         struct rq *rq = task_rq(p);
398
399         return &rq->cfs;
400 }
401
402 /* runqueue "owned" by this group */
403 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
404 {
405         return NULL;
406 }
407
408 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
409 {
410 }
411
412 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
413 {
414 }
415
416 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
417                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
418
419 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
420 {
421         return NULL;
422 }
423
424 static inline void
425 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
426 {
427 }
428
429 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
430
431 static __always_inline
432 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec);
433
434 /**************************************************************
435  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
436  */
437
438 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
439 {
440         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
441         if (delta > 0)
442                 max_vruntime = vruntime;
443
444         return max_vruntime;
445 }
446
447 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
448 {
449         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
450         if (delta < 0)
451                 min_vruntime = vruntime;
452
453         return min_vruntime;
454 }
455
456 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
457                                 struct sched_entity *b)
458 {
459         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
460 }
461
462 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
463 {
464         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
465
466         if (cfs_rq->curr)
467                 vruntime = cfs_rq->curr->vruntime;
468
469         if (cfs_rq->rb_leftmost) {
470                 struct sched_entity *se = rb_entry(cfs_rq->rb_leftmost,
471                                                    struct sched_entity,
472                                                    run_node);
473
474                 if (!cfs_rq->curr)
475                         vruntime = se->vruntime;
476                 else
477                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
478         }
479
480         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
481         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
482 #ifndef CONFIG_64BIT
483         smp_wmb();
484         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
485 #endif
486 }
487
488 /*
489  * Enqueue an entity into the rb-tree:
490  */
491 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
492 {
493         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
494         struct rb_node *parent = NULL;
495         struct sched_entity *entry;
496         int leftmost = 1;
497
498         /*
499          * Find the right place in the rbtree:
500          */
501         while (*link) {
502                 parent = *link;
503                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
504                 /*
505                  * We dont care about collisions. Nodes with
506                  * the same key stay together.
507                  */
508                 if (entity_before(se, entry)) {
509                         link = &parent->rb_left;
510                 } else {
511                         link = &parent->rb_right;
512                         leftmost = 0;
513                 }
514         }
515
516         /*
517          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
518          * used):
519          */
520         if (leftmost)
521                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
522
523         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
524         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
525 }
526
527 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
528 {
529         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node) {
530                 struct rb_node *next_node;
531
532                 next_node = rb_next(&se->run_node);
533                 cfs_rq->rb_leftmost = next_node;
534         }
535
536         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
537 }
538
539 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
540 {
541         struct rb_node *left = cfs_rq->rb_leftmost;
542
543         if (!left)
544                 return NULL;
545
546         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
547 }
548
549 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
550 {
551         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
552
553         if (!next)
554                 return NULL;
555
556         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
557 }
558
559 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
560 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
561 {
562         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline);
563
564         if (!last)
565                 return NULL;
566
567         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
568 }
569
570 /**************************************************************
571  * Scheduling class statistics methods:
572  */
573
574 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
575                 void __user *buffer, size_t *lenp,
576                 loff_t *ppos)
577 {
578         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
579         int factor = get_update_sysctl_factor();
580
581         if (ret || !write)
582                 return ret;
583
584         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
585                                         sysctl_sched_min_granularity);
586
587 #define WRT_SYSCTL(name) \
588         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
589         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
590         WRT_SYSCTL(sched_latency);
591         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
592 #undef WRT_SYSCTL
593
594         return 0;
595 }
596 #endif
597
598 /*
599  * delta /= w
600  */
601 static inline u64 calc_delta_fair(u64 delta, struct sched_entity *se)
602 {
603         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
604                 delta = __calc_delta(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
605
606         return delta;
607 }
608
609 /*
610  * The idea is to set a period in which each task runs once.
611  *
612  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
613  * this period because otherwise the slices get too small.
614  *
615  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
616  */
617 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
618 {
619         u64 period = sysctl_sched_latency;
620         unsigned long nr_latency = sched_nr_latency;
621
622         if (unlikely(nr_running > nr_latency)) {
623                 period = sysctl_sched_min_granularity;
624                 period *= nr_running;
625         }
626
627         return period;
628 }
629
630 /*
631  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
632  * proportional to the weight.
633  *
634  * s = p*P[w/rw]
635  */
636 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
637 {
638         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
639
640         for_each_sched_entity(se) {
641                 struct load_weight *load;
642                 struct load_weight lw;
643
644                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
645                 load = &cfs_rq->load;
646
647                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
648                         lw = cfs_rq->load;
649
650                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
651                         load = &lw;
652                 }
653                 slice = __calc_delta(slice, se->load.weight, load);
654         }
655         return slice;
656 }
657
658 /*
659  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
660  *
661  * vs = s/w
662  */
663 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
664 {
665         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
666 }
667
668 #ifdef CONFIG_SMP
669 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int cpu);
670 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
671
672 static inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se);
673 static inline void __update_task_entity_utilization(struct sched_entity *se);
674
675 /* Give new task start runnable values to heavy its load in infant time */
676 void init_task_runnable_average(struct task_struct *p)
677 {
678         u32 slice;
679
680         slice = sched_slice(task_cfs_rq(p), &p->se) >> 10;
681         p->se.avg.runnable_avg_sum = p->se.avg.running_avg_sum = slice;
682         p->se.avg.avg_period = slice;
683         __update_task_entity_contrib(&p->se);
684         __update_task_entity_utilization(&p->se);
685 }
686 #else
687 void init_task_runnable_average(struct task_struct *p)
688 {
689 }
690 #endif
691
692 /*
693  * Update the current task's runtime statistics.
694  */
695 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
696 {
697         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
698         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
699         u64 delta_exec;
700
701         if (unlikely(!curr))
702                 return;
703
704         delta_exec = now - curr->exec_start;
705         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
706                 return;
707
708         curr->exec_start = now;
709
710         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
711                       max(delta_exec, curr->statistics.exec_max));
712
713         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
714         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
715
716         curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
717         update_min_vruntime(cfs_rq);
718
719         if (entity_is_task(curr)) {
720                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
721
722                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
723                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
724                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
725         }
726
727         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
728 }
729
730 static void update_curr_fair(struct rq *rq)
731 {
732         update_curr(cfs_rq_of(&rq->curr->se));
733 }
734
735 static inline void
736 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
737 {
738         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
739 }
740
741 /*
742  * Task is being enqueued - update stats:
743  */
744 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
745 {
746         /*
747          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
748          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
749          */
750         if (se != cfs_rq->curr)
751                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
752 }
753
754 static void
755 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
756 {
757         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
758                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start));
759         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
760         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
761                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
762 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
763         if (entity_is_task(se)) {
764                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
765                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
766         }
767 #endif
768         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
769 }
770
771 static inline void
772 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
773 {
774         /*
775          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
776          * waiting task:
777          */
778         if (se != cfs_rq->curr)
779                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
780 }
781
782 /*
783  * We are picking a new current task - update its stats:
784  */
785 static inline void
786 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
787 {
788         /*
789          * We are starting a new run period:
790          */
791         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
792 }
793
794 /**************************************************
795  * Scheduling class queueing methods:
796  */
797
798 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
799 /*
800  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
801  * calculated based on the tasks virtual memory size and
802  * numa_balancing_scan_size.
803  */
804 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
805 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
806
807 /* Portion of address space to scan in MB */
808 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
809
810 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
811 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
812
813 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
814 {
815         unsigned long rss = 0;
816         unsigned long nr_scan_pages;
817
818         /*
819          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
820          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
821          * on resident pages
822          */
823         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
824         rss = get_mm_rss(p->mm);
825         if (!rss)
826                 rss = nr_scan_pages;
827
828         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
829         return rss / nr_scan_pages;
830 }
831
832 /* For sanitys sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
833 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
834
835 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
836 {
837         unsigned int scan_size = ACCESS_ONCE(sysctl_numa_balancing_scan_size);
838         unsigned int scan, floor;
839         unsigned int windows = 1;
840
841         if (scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
842                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / scan_size;
843         floor = 1000 / windows;
844
845         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
846         return max_t(unsigned int, floor, scan);
847 }
848
849 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
850 {
851         unsigned int smin = task_scan_min(p);
852         unsigned int smax;
853
854         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
855         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
856         return max(smin, smax);
857 }
858
859 static void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
860 {
861         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != -1);
862         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
863 }
864
865 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
866 {
867         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != -1);
868         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
869 }
870
871 struct numa_group {
872         atomic_t refcount;
873
874         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
875         int nr_tasks;
876         pid_t gid;
877
878         struct rcu_head rcu;
879         nodemask_t active_nodes;
880         unsigned long total_faults;
881         /*
882          * Faults_cpu is used to decide whether memory should move
883          * towards the CPU. As a consequence, these stats are weighted
884          * more by CPU use than by memory faults.
885          */
886         unsigned long *faults_cpu;
887         unsigned long faults[0];
888 };
889
890 /* Shared or private faults. */
891 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES 2
892
893 /* Memory and CPU locality */
894 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS (NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * 2)
895
896 /* Averaged statistics, and temporary buffers. */
897 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS (NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * 2)
898
899 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
900 {
901         return p->numa_group ? p->numa_group->gid : 0;
902 }
903
904 /*
905  * The averaged statistics, shared & private, memory & cpu,
906  * occupy the first half of the array. The second half of the
907  * array is for current counters, which are averaged into the
908  * first set by task_numa_placement.
909  */
910 static inline int task_faults_idx(enum numa_faults_stats s, int nid, int priv)
911 {
912         return NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * (s * nr_node_ids + nid) + priv;
913 }
914
915 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
916 {
917         if (!p->numa_faults)
918                 return 0;
919
920         return p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
921                 p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
922 }
923
924 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
925 {
926         if (!p->numa_group)
927                 return 0;
928
929         return p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
930                 p->numa_group->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
931 }
932
933 static inline unsigned long group_faults_cpu(struct numa_group *group, int nid)
934 {
935         return group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
936                 group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
937 }
938
939 /* Handle placement on systems where not all nodes are directly connected. */
940 static unsigned long score_nearby_nodes(struct task_struct *p, int nid,
941                                         int maxdist, bool task)
942 {
943         unsigned long score = 0;
944         int node;
945
946         /*
947          * All nodes are directly connected, and the same distance
948          * from each other. No need for fancy placement algorithms.
949          */
950         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
951                 return 0;
952
953         /*
954          * This code is called for each node, introducing N^2 complexity,
955          * which should be ok given the number of nodes rarely exceeds 8.
956          */
957         for_each_online_node(node) {
958                 unsigned long faults;
959                 int dist = node_distance(nid, node);
960
961                 /*
962                  * The furthest away nodes in the system are not interesting
963                  * for placement; nid was already counted.
964                  */
965                 if (dist == sched_max_numa_distance || node == nid)
966                         continue;
967
968                 /*
969                  * On systems with a backplane NUMA topology, compare groups
970                  * of nodes, and move tasks towards the group with the most
971                  * memory accesses. When comparing two nodes at distance
972                  * "hoplimit", only nodes closer by than "hoplimit" are part
973                  * of each group. Skip other nodes.
974                  */
975                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
976                                         dist > maxdist)
977                         continue;
978
979                 /* Add up the faults from nearby nodes. */
980                 if (task)
981                         faults = task_faults(p, node);
982                 else
983                         faults = group_faults(p, node);
984
985                 /*
986                  * On systems with a glueless mesh NUMA topology, there are
987                  * no fixed "groups of nodes". Instead, nodes that are not
988                  * directly connected bounce traffic through intermediate
989                  * nodes; a numa_group can occupy any set of nodes.
990                  * The further away a node is, the less the faults count.
991                  * This seems to result in good task placement.
992                  */
993                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
994                         faults *= (sched_max_numa_distance - dist);
995                         faults /= (sched_max_numa_distance - LOCAL_DISTANCE);
996                 }
997
998                 score += faults;
999         }
1000
1001         return score;
1002 }
1003
1004 /*
1005  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
1006  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
1007  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
1008  * evenly spread out between numa nodes.
1009  */
1010 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid,
1011                                         int dist)
1012 {
1013         unsigned long faults, total_faults;
1014
1015         if (!p->numa_faults)
1016                 return 0;
1017
1018         total_faults = p->total_numa_faults;
1019
1020         if (!total_faults)
1021                 return 0;
1022
1023         faults = task_faults(p, nid);
1024         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, true);
1025
1026         return 1000 * faults / total_faults;
1027 }
1028
1029 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid,
1030                                          int dist)
1031 {
1032         unsigned long faults, total_faults;
1033
1034         if (!p->numa_group)
1035                 return 0;
1036
1037         total_faults = p->numa_group->total_faults;
1038
1039         if (!total_faults)
1040                 return 0;
1041
1042         faults = group_faults(p, nid);
1043         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, false);
1044
1045         return 1000 * faults / total_faults;
1046 }
1047
1048 bool should_numa_migrate_memory(struct task_struct *p, struct page * page,
1049                                 int src_nid, int dst_cpu)
1050 {
1051         struct numa_group *ng = p->numa_group;
1052         int dst_nid = cpu_to_node(dst_cpu);
1053         int last_cpupid, this_cpupid;
1054
1055         this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(dst_cpu, current->pid);
1056
1057         /*
1058          * Multi-stage node selection is used in conjunction with a periodic
1059          * migration fault to build a temporal task<->page relation. By using
1060          * a two-stage filter we remove short/unlikely relations.
1061          *
1062          * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist probability, we can equate
1063          * a task's usage of a particular page (n_p) per total usage of this
1064          * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
1065          *
1066          * Our periodic faults will sample this probability and getting the
1067          * same result twice in a row, given these samples are fully
1068          * independent, is then given by P(n)^2, provided our sample period
1069          * is sufficiently short compared to the usage pattern.
1070          *
1071          * This quadric squishes small probabilities, making it less likely we
1072          * act on an unlikely task<->page relation.
1073          */
1074         last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
1075         if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) &&
1076                                 cpupid_to_nid(last_cpupid) != dst_nid)
1077                 return false;
1078
1079         /* Always allow migrate on private faults */
1080         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
1081                 return true;
1082
1083         /* A shared fault, but p->numa_group has not been set up yet. */
1084         if (!ng)
1085                 return true;
1086
1087         /*
1088          * Do not migrate if the destination is not a node that
1089          * is actively used by this numa group.
1090          */
1091         if (!node_isset(dst_nid, ng->active_nodes))
1092                 return false;
1093
1094         /*
1095          * Source is a node that is not actively used by this
1096          * numa group, while the destination is. Migrate.
1097          */
1098         if (!node_isset(src_nid, ng->active_nodes))
1099                 return true;
1100
1101         /*
1102          * Both source and destination are nodes in active
1103          * use by this numa group. Maximize memory bandwidth
1104          * by migrating from more heavily used groups, to less
1105          * heavily used ones, spreading the load around.
1106          * Use a 1/4 hysteresis to avoid spurious page movement.
1107          */
1108         return group_faults(p, dst_nid) < (group_faults(p, src_nid) * 3 / 4);
1109 }
1110
1111 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu);
1112 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
1113 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
1114 static unsigned long capacity_of(int cpu);
1115 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg);
1116
1117 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
1118 struct numa_stats {
1119         unsigned long nr_running;
1120         unsigned long load;
1121
1122         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
1123         unsigned long compute_capacity;
1124
1125         /* Approximate capacity in terms of runnable tasks on a node */
1126         unsigned long task_capacity;
1127         int has_free_capacity;
1128 };
1129
1130 /*
1131  * XXX borrowed from update_sg_lb_stats
1132  */
1133 static void update_numa_stats(struct numa_stats *ns, int nid)
1134 {
1135         int smt, cpu, cpus = 0;
1136         unsigned long capacity;
1137
1138         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1139         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1140                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1141
1142                 ns->nr_running += rq->nr_running;
1143                 ns->load += weighted_cpuload(cpu);
1144                 ns->compute_capacity += capacity_of(cpu);
1145
1146                 cpus++;
1147         }
1148
1149         /*
1150          * If we raced with hotplug and there are no CPUs left in our mask
1151          * the @ns structure is NULL'ed and task_numa_compare() will
1152          * not find this node attractive.
1153          *
1154          * We'll either bail at !has_free_capacity, or we'll detect a huge
1155          * imbalance and bail there.
1156          */
1157         if (!cpus)
1158                 return;
1159
1160         /* smt := ceil(cpus / capacity), assumes: 1 < smt_power < 2 */
1161         smt = DIV_ROUND_UP(SCHED_CAPACITY_SCALE * cpus, ns->compute_capacity);
1162         capacity = cpus / smt; /* cores */
1163
1164         ns->task_capacity = min_t(unsigned, capacity,
1165                 DIV_ROUND_CLOSEST(ns->compute_capacity, SCHED_CAPACITY_SCALE));
1166         ns->has_free_capacity = (ns->nr_running < ns->task_capacity);
1167 }
1168
1169 struct task_numa_env {
1170         struct task_struct *p;
1171
1172         int src_cpu, src_nid;
1173         int dst_cpu, dst_nid;
1174
1175         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1176
1177         int imbalance_pct;
1178         int dist;
1179
1180         struct task_struct *best_task;
1181         long best_imp;
1182         int best_cpu;
1183 };
1184
1185 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1186                              struct task_struct *p, long imp)
1187 {
1188         if (env->best_task)
1189                 put_task_struct(env->best_task);
1190         if (p)
1191                 get_task_struct(p);
1192
1193         env->best_task = p;
1194         env->best_imp = imp;
1195         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1196 }
1197
1198 static bool load_too_imbalanced(long src_load, long dst_load,
1199                                 struct task_numa_env *env)
1200 {
1201         long src_capacity, dst_capacity;
1202         long orig_src_load;
1203         long load_a, load_b;
1204         long moved_load;
1205         long imb;
1206
1207         /*
1208          * The load is corrected for the CPU capacity available on each node.
1209          *
1210          * src_load        dst_load
1211          * ------------ vs ---------
1212          * src_capacity    dst_capacity
1213          */
1214         src_capacity = env->src_stats.compute_capacity;
1215         dst_capacity = env->dst_stats.compute_capacity;
1216
1217         /* We care about the slope of the imbalance, not the direction. */
1218         load_a = dst_load;
1219         load_b = src_load;
1220         if (load_a < load_b)
1221                 swap(load_a, load_b);
1222
1223         /* Is the difference below the threshold? */
1224         imb = load_a * src_capacity * 100 -
1225                 load_b * dst_capacity * env->imbalance_pct;
1226         if (imb <= 0)
1227                 return false;
1228
1229         /*
1230          * The imbalance is above the allowed threshold.
1231          * Allow a move that brings us closer to a balanced situation,
1232          * without moving things past the point of balance.
1233          */
1234         orig_src_load = env->src_stats.load;
1235
1236         /*
1237          * In a task swap, there will be one load moving from src to dst,
1238          * and another moving back. This is the net sum of both moves.
1239          * A simple task move will always have a positive value.
1240          * Allow the move if it brings the system closer to a balanced
1241          * situation, without crossing over the balance point.
1242          */
1243         moved_load = orig_src_load - src_load;
1244
1245         if (moved_load > 0)
1246                 /* Moving src -> dst. Did we overshoot balance? */
1247                 return src_load * dst_capacity < dst_load * src_capacity;
1248         else
1249                 /* Moving dst -> src. Did we overshoot balance? */
1250                 return dst_load * src_capacity < src_load * dst_capacity;
1251 }
1252
1253 /*
1254  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1255  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1256  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1257  * be exchanged with the source task
1258  */
1259 static void task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1260                               long taskimp, long groupimp)
1261 {
1262         struct rq *src_rq = cpu_rq(env->src_cpu);
1263         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1264         struct task_struct *cur;
1265         long src_load, dst_load;
1266         long load;
1267         long imp = env->p->numa_group ? groupimp : taskimp;
1268         long moveimp = imp;
1269         int dist = env->dist;
1270
1271         rcu_read_lock();
1272
1273         raw_spin_lock_irq(&dst_rq->lock);
1274         cur = dst_rq->curr;
1275         /*
1276          * No need to move the exiting task, and this ensures that ->curr
1277          * wasn't reaped and thus get_task_struct() in task_numa_assign()
1278          * is safe under RCU read lock.
1279          * Note that rcu_read_lock() itself can't protect from the final
1280          * put_task_struct() after the last schedule().
1281          */
1282         if ((cur->flags & PF_EXITING) || is_idle_task(cur))
1283                 cur = NULL;
1284         raw_spin_unlock_irq(&dst_rq->lock);
1285
1286         /*
1287          * Because we have preemption enabled we can get migrated around and
1288          * end try selecting ourselves (current == env->p) as a swap candidate.
1289          */
1290         if (cur == env->p)
1291                 goto unlock;
1292
1293         /*
1294          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1295          * source and destination node. Calculate the total differential for
1296          * the source task and potential destination task. The more negative
1297          * the value is, the more rmeote accesses that would be expected to
1298          * be incurred if the tasks were swapped.
1299          */
1300         if (cur) {
1301                 /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu */
1302                 if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, tsk_cpus_allowed(cur)))
1303                         goto unlock;
1304
1305                 /*
1306                  * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1307                  * in any group then look only at task weights.
1308                  */
1309                 if (cur->numa_group == env->p->numa_group) {
1310                         imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1311                               task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1312                         /*
1313                          * Add some hysteresis to prevent swapping the
1314                          * tasks within a group over tiny differences.
1315                          */
1316                         if (cur->numa_group)
1317                                 imp -= imp/16;
1318                 } else {
1319                         /*
1320                          * Compare the group weights. If a task is all by
1321                          * itself (not part of a group), use the task weight
1322                          * instead.
1323                          */
1324                         if (cur->numa_group)
1325                                 imp += group_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1326                                        group_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1327                         else
1328                                 imp += task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1329                                        task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1330                 }
1331         }
1332
1333         if (imp <= env->best_imp && moveimp <= env->best_imp)
1334                 goto unlock;
1335
1336         if (!cur) {
1337                 /* Is there capacity at our destination? */
1338                 if (env->src_stats.nr_running <= env->src_stats.task_capacity &&
1339                     !env->dst_stats.has_free_capacity)
1340                         goto unlock;
1341
1342                 goto balance;
1343         }
1344
1345         /* Balance doesn't matter much if we're running a task per cpu */
1346         if (imp > env->best_imp && src_rq->nr_running == 1 &&
1347                         dst_rq->nr_running == 1)
1348                 goto assign;
1349
1350         /*
1351          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1352          */
1353 balance:
1354         load = task_h_load(env->p);
1355         dst_load = env->dst_stats.load + load;
1356         src_load = env->src_stats.load - load;
1357
1358         if (moveimp > imp && moveimp > env->best_imp) {
1359                 /*
1360                  * If the improvement from just moving env->p direction is
1361                  * better than swapping tasks around, check if a move is
1362                  * possible. Store a slightly smaller score than moveimp,
1363                  * so an actually idle CPU will win.
1364                  */
1365                 if (!load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env)) {
1366                         imp = moveimp - 1;
1367                         cur = NULL;
1368                         goto assign;
1369                 }
1370         }
1371
1372         if (imp <= env->best_imp)
1373                 goto unlock;
1374
1375         if (cur) {
1376                 load = task_h_load(cur);
1377                 dst_load -= load;
1378                 src_load += load;
1379         }
1380
1381         if (load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env))
1382                 goto unlock;
1383
1384         /*
1385          * One idle CPU per node is evaluated for a task numa move.
1386          * Call select_idle_sibling to maybe find a better one.
1387          */
1388         if (!cur)
1389                 env->dst_cpu = select_idle_sibling(env->p, env->dst_cpu);
1390
1391 assign:
1392         task_numa_assign(env, cur, imp);
1393 unlock:
1394         rcu_read_unlock();
1395 }
1396
1397 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1398                                 long taskimp, long groupimp)
1399 {
1400         int cpu;
1401
1402         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1403                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1404                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(env->p)))
1405                         continue;
1406
1407                 env->dst_cpu = cpu;
1408                 task_numa_compare(env, taskimp, groupimp);
1409         }
1410 }
1411
1412 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1413 {
1414         struct task_numa_env env = {
1415                 .p = p,
1416
1417                 .src_cpu = task_cpu(p),
1418                 .src_nid = task_node(p),
1419
1420                 .imbalance_pct = 112,
1421
1422                 .best_task = NULL,
1423                 .best_imp = 0,
1424                 .best_cpu = -1
1425         };
1426         struct sched_domain *sd;
1427         unsigned long taskweight, groupweight;
1428         int nid, ret, dist;
1429         long taskimp, groupimp;
1430
1431         /*
1432          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1433          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1434          *
1435          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1436          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1437          * to satisfy here.
1438          */
1439         rcu_read_lock();
1440         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1441         if (sd)
1442                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1443         rcu_read_unlock();
1444
1445         /*
1446          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
1447          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
1448          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
1449          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
1450          */
1451         if (unlikely(!sd)) {
1452                 p->numa_preferred_nid = task_node(p);
1453                 return -EINVAL;
1454         }
1455
1456         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
1457         dist = env.dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1458         taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1459         groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1460         update_numa_stats(&env.src_stats, env.src_nid);
1461         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid, dist) - taskweight;
1462         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid, dist) - groupweight;
1463         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1464
1465         /* Try to find a spot on the preferred nid. */
1466         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1467
1468         /*
1469          * Look at other nodes in these cases:
1470          * - there is no space available on the preferred_nid
1471          * - the task is part of a numa_group that is interleaved across
1472          *   multiple NUMA nodes; in order to better consolidate the group,
1473          *   we need to check other locations.
1474          */
1475         if (env.best_cpu == -1 || (p->numa_group &&
1476                         nodes_weight(p->numa_group->active_nodes) > 1)) {
1477                 for_each_online_node(nid) {
1478                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
1479                                 continue;
1480
1481                         dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1482                         if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1483                                                 dist != env.dist) {
1484                                 taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1485                                 groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1486                         }
1487
1488                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
1489                         taskimp = task_weight(p, nid, dist) - taskweight;
1490                         groupimp = group_weight(p, nid, dist) - groupweight;
1491                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
1492                                 continue;
1493
1494                         env.dist = dist;
1495                         env.dst_nid = nid;
1496                         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1497                         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1498                 }
1499         }
1500
1501         /*
1502          * If the task is part of a workload that spans multiple NUMA nodes,
1503          * and is migrating into one of the workload's active nodes, remember
1504          * this node as the task's preferred numa node, so the workload can
1505          * settle down.
1506          * A task that migrated to a second choice node will be better off
1507          * trying for a better one later. Do not set the preferred node here.
1508          */
1509         if (p->numa_group) {
1510                 if (env.best_cpu == -1)
1511                         nid = env.src_nid;
1512                 else
1513                         nid = env.dst_nid;
1514
1515                 if (node_isset(nid, p->numa_group->active_nodes))
1516                         sched_setnuma(p, env.dst_nid);
1517         }
1518
1519         /* No better CPU than the current one was found. */
1520         if (env.best_cpu == -1)
1521                 return -EAGAIN;
1522
1523         /*
1524          * Reset the scan period if the task is being rescheduled on an
1525          * alternative node to recheck if the tasks is now properly placed.
1526          */
1527         p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1528
1529         if (env.best_task == NULL) {
1530                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
1531                 if (ret != 0)
1532                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_cpu);
1533                 return ret;
1534         }
1535
1536         ret = migrate_swap(p, env.best_task);
1537         if (ret != 0)
1538                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, task_cpu(env.best_task));
1539         put_task_struct(env.best_task);
1540         return ret;
1541 }
1542
1543 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
1544 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
1545 {
1546         unsigned long interval = HZ;
1547
1548         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
1549         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == -1 || !p->numa_faults))
1550                 return;
1551
1552         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
1553         interval = min(interval, msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period) / 16);
1554         p->numa_migrate_retry = jiffies + interval;
1555
1556         /* Success if task is already running on preferred CPU */
1557         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
1558                 return;
1559
1560         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
1561         task_numa_migrate(p);
1562 }
1563
1564 /*
1565  * Find the nodes on which the workload is actively running. We do this by
1566  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
1567  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
1568  * located.
1569  *
1570  * The bitmask is used to make smarter decisions on when to do NUMA page
1571  * migrations, To prevent flip-flopping, and excessive page migrations, nodes
1572  * are added when they cause over 6/16 of the maximum number of faults, but
1573  * only removed when they drop below 3/16.
1574  */
1575 static void update_numa_active_node_mask(struct numa_group *numa_group)
1576 {
1577         unsigned long faults, max_faults = 0;
1578         int nid;
1579
1580         for_each_online_node(nid) {
1581                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1582                 if (faults > max_faults)
1583                         max_faults = faults;
1584         }
1585
1586         for_each_online_node(nid) {
1587                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1588                 if (!node_isset(nid, numa_group->active_nodes)) {
1589                         if (faults > max_faults * 6 / 16)
1590                                 node_set(nid, numa_group->active_nodes);
1591                 } else if (faults < max_faults * 3 / 16)
1592                         node_clear(nid, numa_group->active_nodes);
1593         }
1594 }
1595
1596 /*
1597  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
1598  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
1599  * period will be for the next scan window. If local/(local+remote) ratio is
1600  * below NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS)
1601  * the scan period will decrease. Aim for 70% local accesses.
1602  */
1603 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
1604 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 7
1605
1606 /*
1607  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
1608  * our memory is already on our local node, or if the majority of
1609  * the page accesses are shared with other processes.
1610  * Otherwise, decrease the scan period.
1611  */
1612 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
1613                         unsigned long shared, unsigned long private)
1614 {
1615         unsigned int period_slot;
1616         int ratio;
1617         int diff;
1618
1619         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
1620         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
1621
1622         /*
1623          * If there were no record hinting faults then either the task is
1624          * completely idle or all activity is areas that are not of interest
1625          * to automatic numa balancing. Scan slower
1626          */
1627         if (local + shared == 0) {
1628                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1629                         p->numa_scan_period << 1);
1630
1631                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
1632                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1633
1634                 return;
1635         }
1636
1637         /*
1638          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
1639          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
1640          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
1641          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
1642          */
1643         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
1644         ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
1645         if (ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
1646                 int slot = ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
1647                 if (!slot)
1648                         slot = 1;
1649                 diff = slot * period_slot;
1650         } else {
1651                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
1652
1653                 /*
1654                  * Scale scan rate increases based on sharing. There is an
1655                  * inverse relationship between the degree of sharing and
1656                  * the adjustment made to the scanning period. Broadly
1657                  * speaking the intent is that there is little point
1658                  * scanning faster if shared accesses dominate as it may
1659                  * simply bounce migrations uselessly
1660                  */
1661                 ratio = DIV_ROUND_UP(private * NUMA_PERIOD_SLOTS, (private + shared + 1));
1662                 diff = (diff * ratio) / NUMA_PERIOD_SLOTS;
1663         }
1664
1665         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
1666                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
1667         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
1668 }
1669
1670 /*
1671  * Get the fraction of time the task has been running since the last
1672  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
1673  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
1674  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
1675  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
1676  */
1677 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
1678 {
1679         u64 runtime, delta, now;
1680         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
1681         now = p->se.exec_start;
1682         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1683
1684         if (p->last_task_numa_placement) {
1685                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
1686                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
1687         } else {
1688                 delta = p->se.avg.runnable_avg_sum;
1689                 *period = p->se.avg.avg_period;
1690         }
1691
1692         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
1693         p->last_task_numa_placement = now;
1694
1695         return delta;
1696 }
1697
1698 /*
1699  * Determine the preferred nid for a task in a numa_group. This needs to
1700  * be done in a way that produces consistent results with group_weight,
1701  * otherwise workloads might not converge.
1702  */
1703 static int preferred_group_nid(struct task_struct *p, int nid)
1704 {
1705         nodemask_t nodes;
1706         int dist;
1707
1708         /* Direct connections between all NUMA nodes. */
1709         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
1710                 return nid;
1711
1712         /*
1713          * On a system with glueless mesh NUMA topology, group_weight
1714          * scores nodes according to the number of NUMA hinting faults on
1715          * both the node itself, and on nearby nodes.
1716          */
1717         if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1718                 unsigned long score, max_score = 0;
1719                 int node, max_node = nid;
1720
1721                 dist = sched_max_numa_distance;
1722
1723                 for_each_online_node(node) {
1724                         score = group_weight(p, node, dist);
1725                         if (score > max_score) {
1726                                 max_score = score;
1727                                 max_node = node;
1728                         }
1729                 }
1730                 return max_node;
1731         }
1732
1733         /*
1734          * Finding the preferred nid in a system with NUMA backplane
1735          * interconnect topology is more involved. The goal is to locate
1736          * tasks from numa_groups near each other in the system, and
1737          * untangle workloads from different sides of the system. This requires
1738          * searching down the hierarchy of node groups, recursively searching
1739          * inside the highest scoring group of nodes. The nodemask tricks
1740          * keep the complexity of the search down.
1741          */
1742         nodes = node_online_map;
1743         for (dist = sched_max_numa_distance; dist > LOCAL_DISTANCE; dist--) {
1744                 unsigned long max_faults = 0;
1745                 nodemask_t max_group = NODE_MASK_NONE;
1746                 int a, b;
1747
1748                 /* Are there nodes at this distance from each other? */
1749                 if (!find_numa_distance(dist))
1750                         continue;
1751
1752                 for_each_node_mask(a, nodes) {
1753                         unsigned long faults = 0;
1754                         nodemask_t this_group;
1755                         nodes_clear(this_group);
1756
1757                         /* Sum group's NUMA faults; includes a==b case. */
1758                         for_each_node_mask(b, nodes) {
1759                                 if (node_distance(a, b) < dist) {
1760                                         faults += group_faults(p, b);
1761                                         node_set(b, this_group);
1762                                         node_clear(b, nodes);
1763                                 }
1764                         }
1765
1766                         /* Remember the top group. */
1767                         if (faults > max_faults) {
1768                                 max_faults = faults;
1769                                 max_group = this_group;
1770                                 /*
1771                                  * subtle: at the smallest distance there is
1772                                  * just one node left in each "group", the
1773                                  * winner is the preferred nid.
1774                                  */
1775                                 nid = a;
1776                         }
1777                 }
1778                 /* Next round, evaluate the nodes within max_group. */
1779                 if (!max_faults)
1780                         break;
1781                 nodes = max_group;
1782         }
1783         return nid;
1784 }
1785
1786 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
1787 {
1788         int seq, nid, max_nid = -1, max_group_nid = -1;
1789         unsigned long max_faults = 0, max_group_faults = 0;
1790         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
1791         unsigned long total_faults;
1792         u64 runtime, period;
1793         spinlock_t *group_lock = NULL;
1794
1795         seq = ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
1796         if (p->numa_scan_seq == seq)
1797                 return;
1798         p->numa_scan_seq = seq;
1799         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1800
1801         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
1802                        p->numa_faults_locality[1];
1803         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
1804
1805         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
1806         if (p->numa_group) {
1807                 group_lock = &p->numa_group->lock;
1808                 spin_lock_irq(group_lock);
1809         }
1810
1811         /* Find the node with the highest number of faults */
1812         for_each_online_node(nid) {
1813                 /* Keep track of the offsets in numa_faults array */
1814                 int mem_idx, membuf_idx, cpu_idx, cpubuf_idx;
1815                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
1816                 int priv;
1817
1818                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
1819                         long diff, f_diff, f_weight;
1820
1821                         mem_idx = task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, priv);
1822                         membuf_idx = task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, nid, priv);
1823                         cpu_idx = task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, priv);
1824                         cpubuf_idx = task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, nid, priv);
1825
1826                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
1827                         diff = p->numa_faults[membuf_idx] - p->numa_faults[mem_idx] / 2;
1828                         fault_types[priv] += p->numa_faults[membuf_idx];
1829                         p->numa_faults[membuf_idx] = 0;
1830
1831                         /*
1832                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
1833                          * count according to CPU use, instead of by the raw
1834                          * number of faults. Tasks with little runtime have
1835                          * little over-all impact on throughput, and thus their
1836                          * faults are less important.
1837                          */
1838                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
1839                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults[cpubuf_idx]) /
1840                                    (total_faults + 1);
1841                         f_diff = f_weight - p->numa_faults[cpu_idx] / 2;
1842                         p->numa_faults[cpubuf_idx] = 0;
1843
1844                         p->numa_faults[mem_idx] += diff;
1845                         p->numa_faults[cpu_idx] += f_diff;
1846                         faults += p->numa_faults[mem_idx];
1847                         p->total_numa_faults += diff;
1848                         if (p->numa_group) {
1849                                 /*
1850                                  * safe because we can only change our own group
1851                                  *
1852                                  * mem_idx represents the offset for a given
1853                                  * nid and priv in a specific region because it
1854                                  * is at the beginning of the numa_faults array.
1855                                  */
1856                                 p->numa_group->faults[mem_idx] += diff;
1857                                 p->numa_group->faults_cpu[mem_idx] += f_diff;
1858                                 p->numa_group->total_faults += diff;
1859                                 group_faults += p->numa_group->faults[mem_idx];
1860                         }
1861                 }
1862
1863                 if (faults > max_faults) {
1864                         max_faults = faults;
1865                         max_nid = nid;
1866                 }
1867
1868                 if (group_faults > max_group_faults) {
1869                         max_group_faults = group_faults;
1870                         max_group_nid = nid;
1871                 }
1872         }
1873
1874         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
1875
1876         if (p->numa_group) {
1877                 update_numa_active_node_mask(p->numa_group);
1878                 spin_unlock_irq(group_lock);
1879                 max_nid = preferred_group_nid(p, max_group_nid);
1880         }
1881
1882         if (max_faults) {
1883                 /* Set the new preferred node */
1884                 if (max_nid != p->numa_preferred_nid)
1885                         sched_setnuma(p, max_nid);
1886
1887                 if (task_node(p) != p->numa_preferred_nid)
1888                         numa_migrate_preferred(p);
1889         }
1890 }
1891
1892 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
1893 {
1894         return atomic_inc_not_zero(&grp->refcount);
1895 }
1896
1897 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
1898 {
1899         if (atomic_dec_and_test(&grp->refcount))
1900                 kfree_rcu(grp, rcu);
1901 }
1902
1903 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
1904                         int *priv)
1905 {
1906         struct numa_group *grp, *my_grp;
1907         struct task_struct *tsk;
1908         bool join = false;
1909         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
1910         int i;
1911
1912         if (unlikely(!p->numa_group)) {
1913                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
1914                                     4*nr_node_ids*sizeof(unsigned long);
1915
1916                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
1917                 if (!grp)
1918                         return;
1919
1920                 atomic_set(&grp->refcount, 1);
1921                 spin_lock_init(&grp->lock);
1922                 grp->gid = p->pid;
1923                 /* Second half of the array tracks nids where faults happen */
1924                 grp->faults_cpu = grp->faults + NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES *
1925                                                 nr_node_ids;
1926
1927                 node_set(task_node(current), grp->active_nodes);
1928
1929                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
1930                         grp->faults[i] = p->numa_faults[i];
1931
1932                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
1933
1934                 grp->nr_tasks++;
1935                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1936         }
1937
1938         rcu_read_lock();
1939         tsk = ACCESS_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
1940
1941         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
1942                 goto no_join;
1943
1944         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
1945         if (!grp)
1946                 goto no_join;
1947
1948         my_grp = p->numa_group;
1949         if (grp == my_grp)
1950                 goto no_join;
1951
1952         /*
1953          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
1954          * the other task will join us.
1955          */
1956         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
1957                 goto no_join;
1958
1959         /*
1960          * Tie-break on the grp address.
1961          */
1962         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
1963                 goto no_join;
1964
1965         /* Always join threads in the same process. */
1966         if (tsk->mm == current->mm)
1967                 join = true;
1968
1969         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
1970         if (flags & TNF_SHARED)
1971                 join = true;
1972
1973         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
1974         *priv = !join;
1975
1976         if (join && !get_numa_group(grp))
1977                 goto no_join;
1978
1979         rcu_read_unlock();
1980
1981         if (!join)
1982                 return;
1983
1984         BUG_ON(irqs_disabled());
1985         double_lock_irq(&my_grp->lock, &grp->lock);
1986
1987         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
1988                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
1989                 grp->faults[i] += p->numa_faults[i];
1990         }
1991         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
1992         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
1993
1994         my_grp->nr_tasks--;
1995         grp->nr_tasks++;
1996
1997         spin_unlock(&my_grp->lock);
1998         spin_unlock_irq(&grp->lock);
1999
2000         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2001
2002         put_numa_group(my_grp);
2003         return;
2004
2005 no_join:
2006         rcu_read_unlock();
2007         return;
2008 }
2009
2010 void task_numa_free(struct task_struct *p)
2011 {
2012         struct numa_group *grp = p->numa_group;
2013         void *numa_faults = p->numa_faults;
2014         unsigned long flags;
2015         int i;
2016
2017         if (grp) {
2018                 spin_lock_irqsave(&grp->lock, flags);
2019                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2020                         grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2021                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2022
2023                 grp->nr_tasks--;
2024                 spin_unlock_irqrestore(&grp->lock, flags);
2025                 RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2026                 put_numa_group(grp);
2027         }
2028
2029         p->numa_faults = NULL;
2030         kfree(numa_faults);
2031 }
2032
2033 /*
2034  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
2035  */
2036 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
2037 {
2038         struct task_struct *p = current;
2039         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
2040         int cpu_node = task_node(current);
2041         int local = !!(flags & TNF_FAULT_LOCAL);
2042         int priv;
2043
2044         if (!numabalancing_enabled)
2045                 return;
2046
2047         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
2048         if (!p->mm)
2049                 return;
2050
2051         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
2052         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
2053                 int size = sizeof(*p->numa_faults) *
2054                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
2055
2056                 p->numa_faults = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
2057                 if (!p->numa_faults)
2058                         return;
2059
2060                 p->total_numa_faults = 0;
2061                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2062         }
2063
2064         /*
2065          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
2066          * to be private if the accessing pid has not changed
2067          */
2068         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
2069                 priv = 1;
2070         } else {
2071                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
2072                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
2073                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
2074         }
2075
2076         /*
2077          * If a workload spans multiple NUMA nodes, a shared fault that
2078          * occurs wholly within the set of nodes that the workload is
2079          * actively using should be counted as local. This allows the
2080          * scan rate to slow down when a workload has settled down.
2081          */
2082         if (!priv && !local && p->numa_group &&
2083                         node_isset(cpu_node, p->numa_group->active_nodes) &&
2084                         node_isset(mem_node, p->numa_group->active_nodes))
2085                 local = 1;
2086
2087         task_numa_placement(p);
2088
2089         /*
2090          * Retry task to preferred node migration periodically, in case it
2091          * case it previously failed, or the scheduler moved us.
2092          */
2093         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry))
2094                 numa_migrate_preferred(p);
2095
2096         if (migrated)
2097                 p->numa_pages_migrated += pages;
2098
2099         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, mem_node, priv)] += pages;
2100         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, cpu_node, priv)] += pages;
2101         p->numa_faults_locality[local] += pages;
2102 }
2103
2104 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
2105 {
2106         ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq)++;
2107         p->mm->numa_scan_offset = 0;
2108 }
2109
2110 /*
2111  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
2112  * Triggered from task_tick_numa().
2113  */
2114 void task_numa_work(struct callback_head *work)
2115 {
2116         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
2117         struct task_struct *p = current;
2118         struct mm_struct *mm = p->mm;
2119         struct vm_area_struct *vma;
2120         unsigned long start, end;
2121         unsigned long nr_pte_updates = 0;
2122         long pages;
2123
2124         WARN_ON_ONCE(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
2125
2126         work->next = work; /* protect against double add */
2127         /*
2128          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
2129          *
2130          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
2131          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
2132          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
2133          * work.
2134          */
2135         if (p->flags & PF_EXITING)
2136                 return;
2137
2138         if (!mm->numa_next_scan) {
2139                 mm->numa_next_scan = now +
2140                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2141         }
2142
2143         /*
2144          * Enforce maximal scan/migration frequency..
2145          */
2146         migrate = mm->numa_next_scan;
2147         if (time_before(now, migrate))
2148                 return;
2149
2150         if (p->numa_scan_period == 0) {
2151                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2152                 p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
2153         }
2154
2155         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2156         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
2157                 return;
2158
2159         /*
2160          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
2161          * the next time around.
2162          */
2163         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
2164
2165         start = mm->numa_scan_offset;
2166         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
2167         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
2168         if (!pages)
2169                 return;
2170
2171         down_read(&mm->mmap_sem);
2172         vma = find_vma(mm, start);
2173         if (!vma) {
2174                 reset_ptenuma_scan(p);
2175                 start = 0;
2176                 vma = mm->mmap;
2177         }
2178         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
2179                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(vma))
2180                         continue;
2181
2182                 /*
2183                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
2184                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
2185                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
2186                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
2187                  */
2188                 if (!vma->vm_mm ||
2189                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
2190                         continue;
2191
2192                 /*
2193                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
2194                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
2195                  */
2196                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
2197                         continue;
2198
2199                 do {
2200                         start = max(start, vma->vm_start);
2201                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
2202                         end = min(end, vma->vm_end);
2203                         nr_pte_updates += change_prot_numa(vma, start, end);
2204
2205                         /*
2206                          * Scan sysctl_numa_balancing_scan_size but ensure that
2207                          * at least one PTE is updated so that unused virtual
2208                          * address space is quickly skipped.
2209                          */
2210                         if (nr_pte_updates)
2211                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2212
2213                         start = end;
2214                         if (pages <= 0)
2215                                 goto out;
2216
2217                         cond_resched();
2218                 } while (end != vma->vm_end);
2219         }
2220
2221 out:
2222         /*
2223          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
2224          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
2225          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
2226          * scanner to the start so check it now.
2227          */
2228         if (vma)
2229                 mm->numa_scan_offset = start;
2230         else
2231                 reset_ptenuma_scan(p);
2232         up_read(&mm->mmap_sem);
2233 }
2234
2235 /*
2236  * Drive the periodic memory faults..
2237  */
2238 void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2239 {
2240         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
2241         u64 period, now;
2242
2243         /*
2244          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
2245          */
2246         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
2247                 return;
2248
2249         /*
2250          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
2251          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
2252          * task needs to have done some actual work before we bother with
2253          * NUMA placement.
2254          */
2255         now = curr->se.sum_exec_runtime;
2256         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
2257
2258         if (now - curr->node_stamp > period) {
2259                 if (!curr->node_stamp)
2260                         curr->numa_scan_period = task_scan_min(curr);
2261                 curr->node_stamp += period;
2262
2263                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
2264                         init_task_work(work, task_numa_work); /* TODO: move this into sched_fork() */
2265                         task_work_add(curr, work, true);
2266                 }
2267         }
2268 }
2269 #else
2270 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2271 {
2272 }
2273
2274 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2275 {
2276 }
2277
2278 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2279 {
2280 }
2281 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2282
2283 static void
2284 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2285 {
2286         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2287         if (!parent_entity(se))
2288                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2289 #ifdef CONFIG_SMP
2290         if (entity_is_task(se)) {
2291                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2292
2293                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
2294                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
2295         }
2296 #endif
2297         cfs_rq->nr_running++;
2298 }
2299
2300 static void
2301 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2302 {
2303         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2304         if (!parent_entity(se))
2305                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2306         if (entity_is_task(se)) {
2307                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
2308                 list_del_init(&se->group_node);
2309         }
2310         cfs_rq->nr_running--;
2311 }
2312
2313 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2314 # ifdef CONFIG_SMP
2315 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
2316 {
2317         long tg_weight;
2318
2319         /*
2320          * Use this CPU's actual weight instead of the last load_contribution
2321          * to gain a more accurate current total weight. See
2322          * update_cfs_rq_load_contribution().
2323          */
2324         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
2325         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_contrib;
2326         tg_weight += cfs_rq->load.weight;
2327
2328         return tg_weight;
2329 }
2330
2331 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2332 {
2333         long tg_weight, load, shares;
2334
2335         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
2336         load = cfs_rq->load.weight;
2337
2338         shares = (tg->shares * load);
2339         if (tg_weight)
2340                 shares /= tg_weight;
2341
2342         if (shares < MIN_SHARES)
2343                 shares = MIN_SHARES;
2344         if (shares > tg->shares)
2345                 shares = tg->shares;
2346
2347         return shares;
2348 }
2349 # else /* CONFIG_SMP */
2350 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2351 {
2352         return tg->shares;
2353 }
2354 # endif /* CONFIG_SMP */
2355 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
2356                             unsigned long weight)
2357 {
2358         if (se->on_rq) {
2359                 /* commit outstanding execution time */
2360                 if (cfs_rq->curr == se)
2361                         update_curr(cfs_rq);
2362                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2363         }
2364
2365         update_load_set(&se->load, weight);
2366
2367         if (se->on_rq)
2368                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2369 }
2370
2371 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
2372
2373 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2374 {
2375         struct task_group *tg;
2376         struct sched_entity *se;
2377         long shares;
2378
2379         tg = cfs_rq->tg;
2380         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
2381         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
2382                 return;
2383 #ifndef CONFIG_SMP
2384         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
2385                 return;
2386 #endif
2387         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
2388
2389         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
2390 }
2391 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2392 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2393 {
2394 }
2395 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2396
2397 #ifdef CONFIG_SMP
2398 /*
2399  * We choose a half-life close to 1 scheduling period.
2400  * Note: The tables below are dependent on this value.
2401  */
2402 #define LOAD_AVG_PERIOD 32
2403 #define LOAD_AVG_MAX 47742 /* maximum possible load avg */
2404 #define LOAD_AVG_MAX_N 345 /* number of full periods to produce LOAD_MAX_AVG */
2405
2406 /* Precomputed fixed inverse multiplies for multiplication by y^n */
2407 static const u32 runnable_avg_yN_inv[] = {
2408         0xffffffff, 0xfa83b2da, 0xf5257d14, 0xefe4b99a, 0xeac0c6e6, 0xe5b906e6,
2409         0xe0ccdeeb, 0xdbfbb796, 0xd744fcc9, 0xd2a81d91, 0xce248c14, 0xc9b9bd85,
2410         0xc5672a10, 0xc12c4cc9, 0xbd08a39e, 0xb8fbaf46, 0xb504f333, 0xb123f581,
2411         0xad583ee9, 0xa9a15ab4, 0xa5fed6a9, 0xa2704302, 0x9ef5325f, 0x9b8d39b9,
2412         0x9837f050, 0x94f4efa8, 0x91c3d373, 0x8ea4398a, 0x8b95c1e3, 0x88980e80,
2413         0x85aac367, 0x82cd8698,
2414 };
2415
2416 /*
2417  * Precomputed \Sum y^k { 1<=k<=n }.  These are floor(true_value) to prevent
2418  * over-estimates when re-combining.
2419  */
2420 static const u32 runnable_avg_yN_sum[] = {
2421             0, 1002, 1982, 2941, 3880, 4798, 5697, 6576, 7437, 8279, 9103,
2422          9909,10698,11470,12226,12966,13690,14398,15091,15769,16433,17082,
2423         17718,18340,18949,19545,20128,20698,21256,21802,22336,22859,23371,
2424 };
2425
2426 /*
2427  * Approximate:
2428  *   val * y^n,    where y^32 ~= 0.5 (~1 scheduling period)
2429  */
2430 static __always_inline u64 decay_load(u64 val, u64 n)
2431 {
2432         unsigned int local_n;
2433
2434         if (!n)
2435                 return val;
2436         else if (unlikely(n > LOAD_AVG_PERIOD * 63))
2437                 return 0;
2438
2439         /* after bounds checking we can collapse to 32-bit */
2440         local_n = n;
2441
2442         /*
2443          * As y^PERIOD = 1/2, we can combine
2444          *    y^n = 1/2^(n/PERIOD) * y^(n%PERIOD)
2445          * With a look-up table which covers y^n (n<PERIOD)
2446          *
2447          * To achieve constant time decay_load.
2448          */
2449         if (unlikely(local_n >= LOAD_AVG_PERIOD)) {
2450                 val >>= local_n / LOAD_AVG_PERIOD;
2451                 local_n %= LOAD_AVG_PERIOD;
2452         }
2453
2454         val *= runnable_avg_yN_inv[local_n];
2455         /* We don't use SRR here since we always want to round down. */
2456         return val >> 32;
2457 }
2458
2459 /*
2460  * For updates fully spanning n periods, the contribution to runnable
2461  * average will be: \Sum 1024*y^n
2462  *
2463  * We can compute this reasonably efficiently by combining:
2464  *   y^PERIOD = 1/2 with precomputed \Sum 1024*y^n {for  n <PERIOD}
2465  */
2466 static u32 __compute_runnable_contrib(u64 n)
2467 {
2468         u32 contrib = 0;
2469
2470         if (likely(n <= LOAD_AVG_PERIOD))
2471                 return runnable_avg_yN_sum[n];
2472         else if (unlikely(n >= LOAD_AVG_MAX_N))
2473                 return LOAD_AVG_MAX;
2474
2475         /* Compute \Sum k^n combining precomputed values for k^i, \Sum k^j */
2476         do {
2477                 contrib /= 2; /* y^LOAD_AVG_PERIOD = 1/2 */
2478                 contrib += runnable_avg_yN_sum[LOAD_AVG_PERIOD];
2479
2480                 n -= LOAD_AVG_PERIOD;
2481         } while (n > LOAD_AVG_PERIOD);
2482
2483         contrib = decay_load(contrib, n);
2484         return contrib + runnable_avg_yN_sum[n];
2485 }
2486
2487 /*
2488  * We can represent the historical contribution to runnable average as the
2489  * coefficients of a geometric series.  To do this we sub-divide our runnable
2490  * history into segments of approximately 1ms (1024us); label the segment that
2491  * occurred N-ms ago p_N, with p_0 corresponding to the current period, e.g.
2492  *
2493  * [<- 1024us ->|<- 1024us ->|<- 1024us ->| ...
2494  *      p0            p1           p2
2495  *     (now)       (~1ms ago)  (~2ms ago)
2496  *
2497  * Let u_i denote the fraction of p_i that the entity was runnable.
2498  *
2499  * We then designate the fractions u_i as our co-efficients, yielding the
2500  * following representation of historical load:
2501  *   u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + u_3*y^3 + ...
2502  *
2503  * We choose y based on the with of a reasonably scheduling period, fixing:
2504  *   y^32 = 0.5
2505  *
2506  * This means that the contribution to load ~32ms ago (u_32) will be weighted
2507  * approximately half as much as the contribution to load within the last ms
2508  * (u_0).
2509  *
2510  * When a period "rolls over" and we have new u_0`, multiplying the previous
2511  * sum again by y is sufficient to update:
2512  *   load_avg = u_0` + y*(u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... )
2513  *            = u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... [re-labeling u_i --> u_{i+1}]
2514  */
2515 static __always_inline int __update_entity_runnable_avg(u64 now,
2516                                                         struct sched_avg *sa,
2517                                                         int runnable,
2518                                                         int running)
2519 {
2520         u64 delta, periods;
2521         u32 runnable_contrib;
2522         int delta_w, decayed = 0;
2523
2524         delta = now - sa->last_runnable_update;
2525         /*
2526          * This should only happen when time goes backwards, which it
2527          * unfortunately does during sched clock init when we swap over to TSC.
2528          */
2529         if ((s64)delta < 0) {
2530                 sa->last_runnable_update = now;
2531                 return 0;
2532         }
2533
2534         /*
2535          * Use 1024ns as the unit of measurement since it's a reasonable
2536          * approximation of 1us and fast to compute.
2537          */
2538         delta >>= 10;
2539         if (!delta)
2540                 return 0;
2541         sa->last_runnable_update = now;
2542
2543         /* delta_w is the amount already accumulated against our next period */
2544         delta_w = sa->avg_period % 1024;
2545         if (delta + delta_w >= 1024) {
2546                 /* period roll-over */
2547                 decayed = 1;
2548
2549                 /*
2550                  * Now that we know we're crossing a period boundary, figure
2551                  * out how much from delta we need to complete the current
2552                  * period and accrue it.
2553                  */
2554                 delta_w = 1024 - delta_w;
2555                 if (runnable)
2556                         sa->runnable_avg_sum += delta_w;
2557                 if (running)
2558                         sa->running_avg_sum += delta_w;
2559                 sa->avg_period += delta_w;
2560
2561                 delta -= delta_w;
2562
2563                 /* Figure out how many additional periods this update spans */
2564                 periods = delta / 1024;
2565                 delta %= 1024;
2566
2567                 sa->runnable_avg_sum = decay_load(sa->runnable_avg_sum,
2568                                                   periods + 1);
2569                 sa->running_avg_sum = decay_load(sa->running_avg_sum,
2570                                                   periods + 1);
2571                 sa->avg_period = decay_load(sa->avg_period,
2572                                                      periods + 1);
2573
2574                 /* Efficiently calculate \sum (1..n_period) 1024*y^i */
2575                 runnable_contrib = __compute_runnable_contrib(periods);
2576                 if (runnable)
2577                         sa->runnable_avg_sum += runnable_contrib;
2578                 if (running)
2579                         sa->running_avg_sum += runnable_contrib;
2580                 sa->avg_period += runnable_contrib;
2581         }
2582
2583         /* Remainder of delta accrued against u_0` */
2584         if (runnable)
2585                 sa->runnable_avg_sum += delta;
2586         if (running)
2587                 sa->running_avg_sum += delta;
2588         sa->avg_period += delta;
2589
2590         return decayed;
2591 }
2592
2593 /* Synchronize an entity's decay with its parenting cfs_rq.*/
2594 static inline u64 __synchronize_entity_decay(struct sched_entity *se)
2595 {
2596         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2597         u64 decays = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
2598
2599         decays -= se->avg.decay_count;
2600         se->avg.decay_count = 0;
2601         if (!decays)
2602                 return 0;
2603
2604         se->avg.load_avg_contrib = decay_load(se->avg.load_avg_contrib, decays);
2605         se->avg.utilization_avg_contrib =
2606                 decay_load(se->avg.utilization_avg_contrib, decays);
2607
2608         return decays;
2609 }
2610
2611 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2612 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2613                                                  int force_update)
2614 {
2615         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2616         long tg_contrib;
2617
2618         tg_contrib = cfs_rq->runnable_load_avg + cfs_rq->blocked_load_avg;
2619         tg_contrib -= cfs_rq->tg_load_contrib;
2620
2621         if (!tg_contrib)
2622                 return;
2623
2624         if (force_update || abs(tg_contrib) > cfs_rq->tg_load_contrib / 8) {
2625                 atomic_long_add(tg_contrib, &tg->load_avg);
2626                 cfs_rq->tg_load_contrib += tg_contrib;
2627         }
2628 }
2629
2630 /*
2631  * Aggregate cfs_rq runnable averages into an equivalent task_group
2632  * representation for computing load contributions.
2633  */
2634 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
2635                                                   struct cfs_rq *cfs_rq)
2636 {
2637         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2638         long contrib;
2639
2640         /* The fraction of a cpu used by this cfs_rq */
2641         contrib = div_u64((u64)sa->runnable_avg_sum << NICE_0_SHIFT,
2642                           sa->avg_period + 1);
2643         contrib -= cfs_rq->tg_runnable_contrib;
2644
2645         if (abs(contrib) > cfs_rq->tg_runnable_contrib / 64) {
2646                 atomic_add(contrib, &tg->runnable_avg);
2647                 cfs_rq->tg_runnable_contrib += contrib;
2648         }
2649 }
2650
2651 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se)
2652 {
2653         struct cfs_rq *cfs_rq = group_cfs_rq(se);
2654         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2655         int runnable_avg;
2656
2657         u64 contrib;
2658
2659         contrib = cfs_rq->tg_load_contrib * tg->shares;
2660         se->avg.load_avg_contrib = div_u64(contrib,
2661                                      atomic_long_read(&tg->load_avg) + 1);
2662
2663         /*
2664          * For group entities we need to compute a correction term in the case
2665          * that they are consuming <1 cpu so that we would contribute the same
2666          * load as a task of equal weight.
2667          *
2668          * Explicitly co-ordinating this measurement would be expensive, but
2669          * fortunately the sum of each cpus contribution forms a usable
2670          * lower-bound on the true value.
2671          *
2672          * Consider the aggregate of 2 contributions.  Either they are disjoint
2673          * (and the sum represents true value) or they are disjoint and we are
2674          * understating by the aggregate of their overlap.
2675          *
2676          * Extending this to N cpus, for a given overlap, the maximum amount we
2677          * understand is then n_i(n_i+1)/2 * w_i where n_i is the number of
2678          * cpus that overlap for this interval and w_i is the interval width.
2679          *
2680          * On a small machine; the first term is well-bounded which bounds the
2681          * total error since w_i is a subset of the period.  Whereas on a
2682          * larger machine, while this first term can be larger, if w_i is the
2683          * of consequential size guaranteed to see n_i*w_i quickly converge to
2684          * our upper bound of 1-cpu.
2685          */
2686         runnable_avg = atomic_read(&tg->runnable_avg);
2687         if (runnable_avg < NICE_0_LOAD) {
2688                 se->avg.load_avg_contrib *= runnable_avg;
2689                 se->avg.load_avg_contrib >>= NICE_0_SHIFT;
2690         }
2691 }
2692
2693 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable)
2694 {
2695         __update_entity_runnable_avg(rq_clock_task(rq), &rq->avg, runnable,
2696                         runnable);
2697         __update_tg_runnable_avg(&rq->avg, &rq->cfs);
2698 }
2699 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2700 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2701                                                  int force_update) {}
2702 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
2703                                                   struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2704 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se) {}
2705 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable) {}
2706 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2707
2708 static inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se)
2709 {
2710         u32 contrib;
2711
2712         /* avoid overflowing a 32-bit type w/ SCHED_LOAD_SCALE */
2713         contrib = se->avg.runnable_avg_sum * scale_load_down(se->load.weight);
2714         contrib /= (se->avg.avg_period + 1);
2715         se->avg.load_avg_contrib = scale_load(contrib);
2716 }
2717
2718 /* Compute the current contribution to load_avg by se, return any delta */
2719 static long __update_entity_load_avg_contrib(struct sched_entity *se)
2720 {
2721         long old_contrib = se->avg.load_avg_contrib;
2722
2723         if (entity_is_task(se)) {
2724                 __update_task_entity_contrib(se);
2725         } else {
2726                 __update_tg_runnable_avg(&se->avg, group_cfs_rq(se));
2727                 __update_group_entity_contrib(se);
2728         }
2729
2730         return se->avg.load_avg_contrib - old_contrib;
2731 }
2732
2733
2734 static inline void __update_task_entity_utilization(struct sched_entity *se)
2735 {
2736         u32 contrib;
2737
2738         /* avoid overflowing a 32-bit type w/ SCHED_LOAD_SCALE */
2739         contrib = se->avg.running_avg_sum * scale_load_down(SCHED_LOAD_SCALE);
2740         contrib /= (se->avg.avg_period + 1);
2741         se->avg.utilization_avg_contrib = scale_load(contrib);
2742 }
2743
2744 static long __update_entity_utilization_avg_contrib(struct sched_entity *se)
2745 {
2746         long old_contrib = se->avg.utilization_avg_contrib;
2747
2748         if (entity_is_task(se))
2749                 __update_task_entity_utilization(se);
2750         else
2751                 se->avg.utilization_avg_contrib =
2752                                         group_cfs_rq(se)->utilization_load_avg;
2753
2754         return se->avg.utilization_avg_contrib - old_contrib;
2755 }
2756
2757 static inline void subtract_blocked_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2758                                                  long load_contrib)
2759 {
2760         if (likely(load_contrib < cfs_rq->blocked_load_avg))
2761                 cfs_rq->blocked_load_avg -= load_contrib;
2762         else
2763                 cfs_rq->blocked_load_avg = 0;
2764 }
2765
2766 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
2767
2768 /* Update a sched_entity's runnable average */
2769 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
2770                                           int update_cfs_rq)
2771 {
2772         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2773         long contrib_delta, utilization_delta;
2774         u64 now;
2775
2776         /*
2777          * For a group entity we need to use their owned cfs_rq_clock_task() in
2778          * case they are the parent of a throttled hierarchy.
2779          */
2780         if (entity_is_task(se))
2781                 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
2782         else
2783                 now = cfs_rq_clock_task(group_cfs_rq(se));
2784
2785         if (!__update_entity_runnable_avg(now, &se->avg, se->on_rq,
2786                                         cfs_rq->curr == se))
2787                 return;
2788
2789         contrib_delta = __update_entity_load_avg_contrib(se);
2790         utilization_delta = __update_entity_utilization_avg_contrib(se);
2791
2792         if (!update_cfs_rq)
2793                 return;
2794
2795         if (se->on_rq) {
2796                 cfs_rq->runnable_load_avg += contrib_delta;
2797                 cfs_rq->utilization_load_avg += utilization_delta;
2798         } else {
2799                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, -contrib_delta);
2800         }
2801 }
2802
2803 /*
2804  * Decay the load contributed by all blocked children and account this so that
2805  * their contribution may appropriately discounted when they wake up.
2806  */
2807 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int force_update)
2808 {
2809         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq) >> 20;
2810         u64 decays;
2811
2812         decays = now - cfs_rq->last_decay;
2813         if (!decays && !force_update)
2814                 return;
2815
2816         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_load)) {
2817                 unsigned long removed_load;
2818                 removed_load = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_load, 0);
2819                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, removed_load);
2820         }
2821
2822         if (decays) {
2823                 cfs_rq->blocked_load_avg = decay_load(cfs_rq->blocked_load_avg,
2824                                                       decays);
2825                 atomic64_add(decays, &cfs_rq->decay_counter);
2826                 cfs_rq->last_decay = now;
2827         }
2828
2829         __update_cfs_rq_tg_load_contrib(cfs_rq, force_update);
2830 }
2831
2832 /* Add the load generated by se into cfs_rq's child load-average */
2833 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2834                                                   struct sched_entity *se,
2835                                                   int wakeup)
2836 {
2837         /*
2838          * We track migrations using entity decay_count <= 0, on a wake-up
2839          * migration we use a negative decay count to track the remote decays
2840          * accumulated while sleeping.
2841          *
2842          * Newly forked tasks are enqueued with se->avg.decay_count == 0, they
2843          * are seen by enqueue_entity_load_avg() as a migration with an already
2844          * constructed load_avg_contrib.
2845          */
2846         if (unlikely(se->avg.decay_count <= 0)) {
2847                 se->avg.last_runnable_update = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
2848                 if (se->avg.decay_count) {
2849                         /*
2850                          * In a wake-up migration we have to approximate the
2851                          * time sleeping.  This is because we can't synchronize
2852                          * clock_task between the two cpus, and it is not
2853                          * guaranteed to be read-safe.  Instead, we can
2854                          * approximate this using our carried decays, which are
2855                          * explicitly atomically readable.
2856                          */
2857                         se->avg.last_runnable_update -= (-se->avg.decay_count)
2858                                                         << 20;
2859                         update_entity_load_avg(se, 0);
2860                         /* Indicate that we're now synchronized and on-rq */
2861                         se->avg.decay_count = 0;
2862                 }
2863                 wakeup = 0;
2864         } else {
2865                 __synchronize_entity_decay(se);
2866         }
2867
2868         /* migrated tasks did not contribute to our blocked load */
2869         if (wakeup) {
2870                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
2871                 update_entity_load_avg(se, 0);
2872         }
2873
2874         cfs_rq->runnable_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
2875         cfs_rq->utilization_load_avg += se->avg.utilization_avg_contrib;
2876         /* we force update consideration on load-balancer moves */
2877         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !wakeup);
2878 }
2879
2880 /*
2881  * Remove se's load from this cfs_rq child load-average, if the entity is
2882  * transitioning to a blocked state we track its projected decay using
2883  * blocked_load_avg.
2884  */
2885 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2886                                                   struct sched_entity *se,
2887                                                   int sleep)
2888 {
2889         update_entity_load_avg(se, 1);
2890         /* we force update consideration on load-balancer moves */
2891         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !sleep);
2892
2893         cfs_rq->runnable_load_avg -= se->avg.load_avg_contrib;
2894         cfs_rq->utilization_load_avg -= se->avg.utilization_avg_contrib;
2895         if (sleep) {
2896                 cfs_rq->blocked_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
2897                 se->avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
2898         } /* migrations, e.g. sleep=0 leave decay_count == 0 */
2899 }
2900
2901 /*
2902  * Update the rq's load with the elapsed running time before entering
2903  * idle. if the last scheduled task is not a CFS task, idle_enter will
2904  * be the only way to update the runnable statistic.
2905  */
2906 void idle_enter_fair(struct rq *this_rq)
2907 {
2908         update_rq_runnable_avg(this_rq, 1);
2909 }
2910
2911 /*
2912  * Update the rq's load with the elapsed idle time before a task is
2913  * scheduled. if the newly scheduled task is not a CFS task, idle_exit will
2914  * be the only way to update the runnable statistic.
2915  */
2916 void idle_exit_fair(struct rq *this_rq)
2917 {
2918         update_rq_runnable_avg(this_rq, 0);
2919 }
2920
2921 static int idle_balance(struct rq *this_rq);
2922
2923 #else /* CONFIG_SMP */
2924
2925 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
2926                                           int update_cfs_rq) {}
2927 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable) {}
2928 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2929                                            struct sched_entity *se,
2930                                            int wakeup) {}
2931 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2932                                            struct sched_entity *se,
2933                                            int sleep) {}
2934 static inline void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
2935                                               int force_update) {}
2936
2937 static inline int idle_balance(struct rq *rq)
2938 {
2939         return 0;
2940 }
2941
2942 #endif /* CONFIG_SMP */
2943
2944 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2945 {
2946 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2947         struct task_struct *tsk = NULL;
2948
2949         if (entity_is_task(se))
2950                 tsk = task_of(se);
2951
2952         if (se->statistics.sleep_start) {
2953                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.sleep_start;
2954
2955                 if ((s64)delta < 0)
2956                         delta = 0;
2957
2958                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
2959                         se->statistics.sleep_max = delta;
2960
2961                 se->statistics.sleep_start = 0;
2962                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2963
2964                 if (tsk) {
2965                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
2966                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
2967                 }
2968         }
2969         if (se->statistics.block_start) {
2970                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.block_start;
2971
2972                 if ((s64)delta < 0)
2973                         delta = 0;
2974
2975                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
2976                         se->statistics.block_max = delta;
2977
2978                 se->statistics.block_start = 0;
2979                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2980
2981                 if (tsk) {
2982                         if (tsk->in_iowait) {
2983                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
2984                                 se->statistics.iowait_count++;
2985                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
2986                         }
2987
2988                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
2989
2990                         /*
2991                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
2992                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
2993                          * amount of time that the task spent sleeping:
2994                          */
2995                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
2996                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
2997                                                 (void *)get_wchan(tsk),
2998                                                 delta >> 20);
2999                         }
3000                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
3001                 }
3002         }
3003 #endif
3004 }
3005
3006 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3007 {
3008 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3009         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
3010
3011         if (d < 0)
3012                 d = -d;
3013
3014         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
3015                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
3016 #endif
3017 }
3018
3019 static void
3020 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
3021 {
3022         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3023
3024         /*
3025          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
3026          * however the extra weight of the new task will slow them down a
3027          * little, place the new task so that it fits in the slot that
3028          * stays open at the end.
3029          */
3030         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
3031                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
3032
3033         /* sleeps up to a single latency don't count. */
3034         if (!initial) {
3035                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
3036
3037                 /*
3038                  * Halve their sleep time's effect, to allow
3039                  * for a gentler effect of sleepers:
3040                  */
3041                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
3042                         thresh >>= 1;
3043
3044                 vruntime -= thresh;
3045         }
3046
3047         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
3048         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
3049 }
3050
3051 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
3052
3053 static void
3054 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3055 {
3056         /*
3057          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
3058          * through calling update_curr().
3059          */
3060         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
3061                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
3062
3063         /*
3064          * Update run-time statistics of the 'current'.
3065          */
3066         update_curr(cfs_rq);
3067         enqueue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
3068         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
3069         update_cfs_shares(cfs_rq);
3070
3071         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
3072                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
3073                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
3074         }
3075
3076         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
3077         check_spread(cfs_rq, se);
3078         if (se != cfs_rq->curr)
3079                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
3080         se->on_rq = 1;
3081
3082         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
3083                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
3084                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
3085         }
3086 }
3087
3088 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
3089 {
3090         for_each_sched_entity(se) {
3091                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3092                 if (cfs_rq->last != se)
3093                         break;
3094
3095                 cfs_rq->last = NULL;
3096         }
3097 }
3098
3099 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
3100 {
3101         for_each_sched_entity(se) {
3102                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3103                 if (cfs_rq->next != se)
3104                         break;
3105
3106                 cfs_rq->next = NULL;
3107         }
3108 }
3109
3110 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
3111 {
3112         for_each_sched_entity(se) {
3113                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3114                 if (cfs_rq->skip != se)
3115                         break;
3116
3117                 cfs_rq->skip = NULL;
3118         }
3119 }
3120
3121 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3122 {
3123         if (cfs_rq->last == se)
3124                 __clear_buddies_last(se);
3125
3126         if (cfs_rq->next == se)
3127                 __clear_buddies_next(se);
3128
3129         if (cfs_rq->skip == se)
3130                 __clear_buddies_skip(se);
3131 }
3132
3133 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3134
3135 static void
3136 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3137 {
3138         /*
3139          * Update run-time statistics of the 'current'.
3140          */
3141         update_curr(cfs_rq);
3142         dequeue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & DEQUEUE_SLEEP);
3143
3144         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
3145         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
3146 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3147                 if (entity_is_task(se)) {
3148                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
3149
3150                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
3151                                 se->statistics.sleep_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
3152                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
3153                                 se->statistics.block_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
3154                 }
3155 #endif
3156         }
3157
3158         clear_buddies(cfs_rq, se);
3159
3160         if (se != cfs_rq->curr)
3161                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3162         se->on_rq = 0;
3163         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
3164
3165         /*
3166          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
3167          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
3168          * movement in our normalized position.
3169          */
3170         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
3171                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
3172
3173         /* return excess runtime on last dequeue */
3174         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3175
3176         update_min_vruntime(cfs_rq);
3177         update_cfs_shares(cfs_rq);
3178 }
3179
3180 /*
3181  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
3182  */
3183 static void
3184 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
3185 {
3186         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
3187         struct sched_entity *se;
3188         s64 delta;
3189
3190         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
3191         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
3192         if (delta_exec > ideal_runtime) {
3193                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3194                 /*
3195                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
3196                  * re-elected due to buddy favours.
3197                  */
3198                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
3199                 return;
3200         }
3201
3202         /*
3203          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
3204          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
3205          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
3206          */
3207         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
3208                 return;
3209
3210         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
3211         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
3212
3213         if (delta < 0)
3214                 return;
3215
3216         if (delta > ideal_runtime)
3217                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3218 }
3219
3220 static void
3221 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3222 {
3223         /* 'current' is not kept within the tree. */
3224         if (se->on_rq) {
3225                 /*
3226                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
3227                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
3228                  * runqueue.
3229                  */
3230                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
3231                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
3232                 update_entity_load_avg(se, 1);
3233         }
3234
3235         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
3236         cfs_rq->curr = se;
3237 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3238         /*
3239          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
3240          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
3241          * when there are only lesser-weight tasks around):
3242          */
3243         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
3244                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
3245                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
3246         }
3247 #endif
3248         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
3249 }
3250
3251 static int
3252 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
3253
3254 /*
3255  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
3256  * 1) keep things fair between processes/task groups
3257  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
3258  * 3) pick the "last" process, for cache locality
3259  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
3260  */
3261 static struct sched_entity *
3262 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
3263 {
3264         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
3265         struct sched_entity *se;
3266
3267         /*
3268          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
3269          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
3270          */
3271         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
3272                 left = curr;
3273
3274         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
3275
3276         /*
3277          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
3278          * be done without getting too unfair.
3279          */
3280         if (cfs_rq->skip == se) {
3281                 struct sched_entity *second;
3282
3283                 if (se == curr) {
3284                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
3285                 } else {
3286                         second = __pick_next_entity(se);
3287                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
3288                                 second = curr;
3289                 }
3290
3291                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
3292                         se = second;
3293         }
3294
3295         /*
3296          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
3297          */
3298         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
3299                 se = cfs_rq->last;
3300
3301         /*
3302          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
3303          */
3304         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
3305                 se = cfs_rq->next;
3306
3307         clear_buddies(cfs_rq, se);
3308
3309         return se;
3310 }
3311
3312 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3313
3314 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
3315 {
3316         /*
3317          * If still on the runqueue then deactivate_task()
3318          * was not called and update_curr() has to be done:
3319          */
3320         if (prev->on_rq)
3321                 update_curr(cfs_rq);
3322
3323         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
3324         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3325
3326         check_spread(cfs_rq, prev);
3327         if (prev->on_rq) {
3328                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
3329                 /* Put 'current' back into the tree. */
3330                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
3331                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
3332                 update_entity_load_avg(prev, 1);
3333         }
3334         cfs_rq->curr = NULL;
3335 }
3336
3337 static void
3338 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
3339 {
3340         /*
3341          * Update run-time statistics of the 'current'.
3342          */
3343         update_curr(cfs_rq);
3344
3345         /*
3346          * Ensure that runnable average is periodically updated.
3347          */
3348         update_entity_load_avg(curr, 1);
3349         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
3350         update_cfs_shares(cfs_rq);
3351
3352 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
3353         /*
3354          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
3355          * validating it and just reschedule.
3356          */
3357         if (queued) {
3358                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3359                 return;
3360         }
3361         /*
3362          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
3363          */
3364         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
3365                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
3366                 return;
3367 #endif
3368
3369         if (cfs_rq->nr_running > 1)
3370                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
3371 }
3372
3373
3374 /**************************************************
3375  * CFS bandwidth control machinery
3376  */
3377
3378 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
3379
3380 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
3381 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
3382
3383 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
3384 {
3385         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
3386 }
3387
3388 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
3389 {
3390         static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
3391 }
3392
3393 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
3394 {
3395         static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
3396 }
3397 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
3398 static bool cfs_bandwidth_used(void)
3399 {
3400         return true;
3401 }
3402
3403 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
3404 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
3405 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
3406
3407 /*
3408  * default period for cfs group bandwidth.
3409  * default: 0.1s, units: nanoseconds
3410  */
3411 static inline u64 default_cfs_period(void)
3412 {
3413         return 100000000ULL;
3414 }
3415
3416 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
3417 {
3418         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
3419 }
3420
3421 /*
3422  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
3423  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
3424  * additional synchronization around rq->lock.
3425  *
3426  * requires cfs_b->lock
3427  */
3428 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3429 {
3430         u64 now;
3431
3432         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3433                 return;
3434
3435         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
3436         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
3437         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
3438 }
3439
3440 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
3441 {
3442         return &tg->cfs_bandwidth;
3443 }
3444
3445 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
3446 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
3447 {
3448         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
3449                 return cfs_rq->throttled_clock_task;
3450
3451         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
3452 }
3453
3454 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
3455 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3456 {
3457         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
3458         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
3459         u64 amount = 0, min_amount, expires;
3460
3461         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
3462         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
3463
3464         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3465         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3466                 amount = min_amount;
3467         else {
3468                 /*
3469                  * If the bandwidth pool has become inactive, then at least one
3470                  * period must have elapsed since the last consumption.
3471                  * Refresh the global state and ensure bandwidth timer becomes
3472                  * active.
3473                  */
3474                 if (!cfs_b->timer_active) {
3475                         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
3476                         __start_cfs_bandwidth(cfs_b, false);
3477                 }
3478
3479                 if (cfs_b->runtime > 0) {
3480                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
3481                         cfs_b->runtime -= amount;
3482                         cfs_b->idle = 0;
3483                 }
3484         }
3485         expires = cfs_b->runtime_expires;
3486         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3487
3488         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
3489         /*
3490          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
3491          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
3492          * issued.
3493          */
3494         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
3495                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3496
3497         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
3498 }
3499
3500 /*
3501  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
3502  * fact that rq->clock snapshots this value.
3503  */
3504 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3505 {
3506         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3507
3508         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
3509         if (likely((s64)(rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
3510                 return;
3511
3512         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
3513                 return;
3514
3515         /*
3516          * If the local deadline has passed we have to consider the
3517          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
3518          * has not truly expired.
3519          *
3520          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
3521          * whether the global deadline has advanced. It is valid to compare
3522          * cfs_b->runtime_expires without any locks since we only care about
3523          * exact equality, so a partial write will still work.
3524          */
3525
3526         if (cfs_rq->runtime_expires != cfs_b->runtime_expires) {
3527                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
3528                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
3529         } else {
3530                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
3531                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
3532         }
3533 }
3534
3535 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3536 {
3537         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
3538         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
3539         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3540
3541         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3542                 return;
3543
3544         /*
3545          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
3546          * hierarchy can be throttled
3547          */
3548         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
3549                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
3550 }
3551
3552 static __always_inline
3553 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3554 {
3555         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
3556                 return;
3557
3558         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
3559 }
3560
3561 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
3562 {
3563         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
3564 }
3565
3566 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
3567 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
3568 {
3569         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
3570 }
3571
3572 /*
3573  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
3574  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
3575  * load-balance operations.
3576  */
3577 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
3578                                     int src_cpu, int dest_cpu)
3579 {
3580         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
3581
3582         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
3583         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
3584
3585         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
3586                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
3587 }
3588
3589 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
3590 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
3591 {
3592         struct rq *rq = data;
3593         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3594
3595         cfs_rq->throttle_count--;
3596 #ifdef CONFIG_SMP
3597         if (!cfs_rq->throttle_count) {
3598                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
3599                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
3600                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
3601         }
3602 #endif
3603
3604         return 0;
3605 }
3606
3607 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
3608 {
3609         struct rq *rq = data;
3610         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3611
3612         /* group is entering throttled state, stop time */
3613         if (!cfs_rq->throttle_count)
3614                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
3615         cfs_rq->throttle_count++;
3616
3617         return 0;
3618 }
3619
3620 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3621 {
3622         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3623         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3624         struct sched_entity *se;
3625         long task_delta, dequeue = 1;
3626
3627         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
3628
3629         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
3630         rcu_read_lock();
3631         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
3632         rcu_read_unlock();
3633
3634         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3635         for_each_sched_entity(se) {
3636                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
3637                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
3638                 if (!se->on_rq)
3639                         break;
3640
3641                 if (dequeue)
3642                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
3643                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
3644
3645                 if (qcfs_rq->load.weight)
3646                         dequeue = 0;
3647         }
3648
3649         if (!se)
3650                 sub_nr_running(rq, task_delta);
3651
3652         cfs_rq->throttled = 1;
3653         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
3654         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3655         /*
3656          * Add to the _head_ of the list, so that an already-started
3657          * distribute_cfs_runtime will not see us
3658          */
3659         list_add_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
3660         if (!cfs_b->timer_active)
3661                 __start_cfs_bandwidth(cfs_b, false);
3662         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3663 }
3664
3665 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3666 {
3667         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3668         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3669         struct sched_entity *se;
3670         int enqueue = 1;
3671         long task_delta;
3672
3673         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
3674
3675         cfs_rq->throttled = 0;
3676
3677         update_rq_clock(rq);
3678
3679         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3680         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
3681         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
3682         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3683
3684         /* update hierarchical throttle state */
3685         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
3686
3687         if (!cfs_rq->load.weight)
3688                 return;
3689
3690         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3691         for_each_sched_entity(se) {
3692                 if (se->on_rq)
3693                         enqueue = 0;
3694
3695                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3696                 if (enqueue)
3697                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
3698                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
3699
3700                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3701                         break;
3702         }
3703
3704         if (!se)
3705                 add_nr_running(rq, task_delta);
3706
3707         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
3708         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
3709                 resched_curr(rq);
3710 }
3711
3712 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
3713                 u64 remaining, u64 expires)
3714 {
3715         struct cfs_rq *cfs_rq;
3716         u64 runtime;
3717         u64 starting_runtime = remaining;
3718
3719         rcu_read_lock();
3720         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
3721                                 throttled_list) {
3722                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3723
3724                 raw_spin_lock(&rq->lock);
3725                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3726                         goto next;
3727
3728                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
3729                 if (runtime > remaining)
3730                         runtime = remaining;
3731                 remaining -= runtime;
3732
3733                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
3734                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3735
3736                 /* we check whether we're throttled above */
3737                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
3738                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3739
3740 next:
3741                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
3742
3743                 if (!remaining)
3744                         break;
3745         }
3746         rcu_read_unlock();
3747
3748         return starting_runtime - remaining;
3749 }
3750
3751 /*
3752  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
3753  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
3754  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
3755  * used to track this state.
3756  */
3757 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
3758 {
3759         u64 runtime, runtime_expires;
3760         int throttled;
3761
3762         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
3763         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3764                 goto out_deactivate;
3765
3766         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3767         cfs_b->nr_periods += overrun;
3768
3769         /*
3770          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
3771          * we're going inactive then everything else can be deferred
3772          */
3773         if (cfs_b->idle && !throttled)
3774                 goto out_deactivate;
3775
3776         /*
3777          * if we have relooped after returning idle once, we need to update our
3778          * status as actually running, so that other cpus doing
3779          * __start_cfs_bandwidth will stop trying to cancel us.
3780          */
3781         cfs_b->timer_active = 1;
3782
3783         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
3784
3785         if (!throttled) {
3786                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
3787                 cfs_b->idle = 1;
3788                 return 0;
3789         }
3790
3791         /* account preceding periods in which throttling occurred */
3792         cfs_b->nr_throttled += overrun;
3793
3794         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
3795
3796         /*
3797          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth while
3798          * we unthrottle. This can potentially race with an unthrottled group
3799          * trying to acquire new bandwidth from the global pool. This can result
3800          * in us over-using our runtime if it is all used during this loop, but
3801          * only by limited amounts in that extreme case.
3802          */
3803         while (throttled && cfs_b->runtime > 0) {
3804                 runtime = cfs_b->runtime;
3805                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3806                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
3807                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
3808                                                  runtime_expires);
3809                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3810
3811                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3812
3813                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
3814         }
3815
3816         /*
3817          * While we are ensured activity in the period following an
3818          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
3819          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
3820          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
3821          */
3822         cfs_b->idle = 0;
3823
3824         return 0;
3825
3826 out_deactivate:
3827         cfs_b->timer_active = 0;
3828         return 1;
3829 }
3830
3831 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
3832 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
3833 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
3834 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
3835 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
3836 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
3837
3838 /*
3839  * Are we near the end of the current quota period?
3840  *
3841  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
3842  * hrtimer base being cleared by __hrtimer_start_range_ns. In the case of
3843  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
3844  */
3845 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
3846 {
3847         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
3848         u64 remaining;
3849
3850         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
3851         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
3852                 return 1;
3853
3854         /* is a quota refresh about to occur? */
3855         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
3856         if (remaining < min_expire)
3857                 return 1;
3858
3859         return 0;
3860 }
3861
3862 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3863 {
3864         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
3865
3866         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
3867         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
3868                 return;
3869
3870         start_bandwidth_timer(&cfs_b->slack_timer,
3871                                 ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period));
3872 }
3873
3874 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
3875 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3876 {
3877         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3878         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
3879
3880         if (slack_runtime <= 0)
3881                 return;
3882
3883         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3884         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
3885             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
3886                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
3887
3888                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
3889                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
3890                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
3891                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
3892         }
3893         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3894
3895         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
3896         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
3897 }
3898
3899 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3900 {
3901         if (!cfs_bandwidth_used())
3902                 return;
3903
3904         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
3905                 return;
3906
3907         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3908 }
3909
3910 /*
3911  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
3912  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
3913  */
3914 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3915 {
3916         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
3917         u64 expires;
3918
3919         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
3920         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3921         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
3922                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3923                 return;
3924         }
3925
3926         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice)
3927                 runtime = cfs_b->runtime;
3928
3929         expires = cfs_b->runtime_expires;
3930         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3931
3932         if (!runtime)
3933                 return;
3934
3935         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
3936
3937         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3938         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
3939                 cfs_b->runtime -= min(runtime, cfs_b->runtime);
3940         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3941 }
3942
3943 /*
3944  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
3945  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
3946  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
3947  */
3948 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
3949 {
3950         if (!cfs_bandwidth_used())
3951                 return;
3952
3953         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
3954         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
3955                 return;
3956
3957         /* ensure the group is not already throttled */
3958         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3959                 return;
3960
3961         /* update runtime allocation */
3962         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
3963         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
3964                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3965 }
3966
3967 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
3968 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3969 {
3970         if (!cfs_bandwidth_used())
3971                 return false;
3972
3973         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3974                 return false;
3975
3976         /*
3977          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
3978          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
3979          */
3980         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3981                 return true;
3982
3983         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3984         return true;
3985 }
3986
3987 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
3988 {
3989         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3990                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
3991         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
3992
3993         return HRTIMER_NORESTART;
3994 }
3995
3996 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
3997 {
3998         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3999                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
4000         ktime_t now;
4001         int overrun;
4002         int idle = 0;
4003
4004         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4005         for (;;) {
4006                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
4007                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, cfs_b->period);
4008
4009                 if (!overrun)
4010                         break;
4011
4012                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
4013         }
4014         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4015
4016         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
4017 }
4018
4019 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4020 {
4021         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
4022         cfs_b->runtime = 0;
4023         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
4024         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
4025
4026         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4027         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
4028         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
4029         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
4030         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
4031 }
4032
4033 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4034 {
4035         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
4036         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
4037 }
4038
4039 /* requires cfs_b->lock, may release to reprogram timer */
4040 void __start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b, bool force)
4041 {
4042         /*
4043          * The timer may be active because we're trying to set a new bandwidth
4044          * period or because we're racing with the tear-down path
4045          * (timer_active==0 becomes visible before the hrtimer call-back
4046          * terminates).  In either case we ensure that it's re-programmed
4047          */
4048         while (unlikely(hrtimer_active(&cfs_b->period_timer)) &&
4049                hrtimer_try_to_cancel(&cfs_b->period_timer) < 0) {
4050                 /* bounce the lock to allow do_sched_cfs_period_timer to run */
4051                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4052                 cpu_relax();
4053                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4054                 /* if someone else restarted the timer then we're done */
4055                 if (!force && cfs_b->timer_active)
4056                         return;
4057         }
4058
4059         cfs_b->timer_active = 1;
4060         start_bandwidth_timer(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
4061 }
4062
4063 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4064 {
4065         /* init_cfs_bandwidth() was not called */
4066         if (!cfs_b->throttled_cfs_rq.next)
4067                 return;
4068
4069         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
4070         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
4071 }
4072
4073 static void __maybe_unused update_runtime_enabled(struct rq *rq)
4074 {
4075         struct cfs_rq *cfs_rq;
4076
4077         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
4078                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &cfs_rq->tg->cfs_bandwidth;
4079
4080                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4081                 cfs_rq->runtime_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
4082                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4083         }
4084 }
4085
4086 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
4087 {
4088         struct cfs_rq *cfs_rq;
4089
4090         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
4091                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
4092                         continue;
4093
4094                 /*
4095                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
4096                  * there's some valid quota amount
4097                  */
4098                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
4099                 /*
4100                  * Offline rq is schedulable till cpu is completely disabled
4101                  * in take_cpu_down(), so we prevent new cfs throttling here.
4102                  */
4103                 cfs_rq->runtime_enabled = 0;
4104
4105                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4106                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
4107         }
4108 }
4109
4110 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
4111 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
4112 {
4113         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
4114 }
4115
4116 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
4117 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
4118 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4119 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4120
4121 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
4122 {
4123         return 0;
4124 }
4125
4126 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
4127 {
4128         return 0;
4129 }
4130
4131 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
4132                                     int src_cpu, int dest_cpu)
4133 {
4134         return 0;
4135 }
4136
4137 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
4138
4139 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4140 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
4141 #endif
4142
4143 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
4144 {
4145         return NULL;
4146 }
4147 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
4148 static inline void update_runtime_enabled(struct rq *rq) {}
4149 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
4150
4151 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
4152
4153 /**************************************************
4154  * CFS operations on tasks:
4155  */
4156
4157 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
4158 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4159 {
4160         struct sched_entity *se = &p->se;
4161         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4162
4163         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
4164
4165         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
4166                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
4167                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
4168                 s64 delta = slice - ran;
4169
4170                 if (delta < 0) {
4171                         if (rq->curr == p)
4172                                 resched_curr(rq);
4173                         return;
4174                 }
4175                 hrtick_start(rq, delta);
4176         }
4177 }
4178
4179 /*
4180  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
4181  * current task is from our class and nr_running is low enough
4182  * to matter.
4183  */
4184 static void hrtick_update(struct rq *rq)
4185 {
4186         struct task_struct *curr = rq->curr;
4187
4188         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
4189                 return;
4190
4191         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
4192                 hrtick_start_fair(rq, curr);
4193 }
4194 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
4195 static inline void
4196 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4197 {
4198 }
4199
4200 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
4201 {
4202 }
4203 #endif
4204
4205 /*
4206  * The enqueue_task method is called before nr_running is
4207  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
4208  * then put the task into the rbtree:
4209  */
4210 static void
4211 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
4212 {
4213         struct cfs_rq *cfs_rq;
4214         struct sched_entity *se = &p->se;
4215
4216         for_each_sched_entity(se) {
4217                 if (se->on_rq)
4218                         break;
4219                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4220                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
4221
4222                 /*
4223                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
4224                  *
4225                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
4226                  * post the final h_nr_running increment below.
4227                 */
4228                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4229                         break;
4230                 cfs_rq->h_nr_running++;
4231
4232                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
4233         }
4234
4235         for_each_sched_entity(se) {
4236                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4237                 cfs_rq->h_nr_running++;
4238
4239                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4240                         break;
4241
4242                 update_cfs_shares(cfs_rq);
4243                 update_entity_load_avg(se, 1);
4244         }
4245
4246         if (!se) {
4247                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
4248                 add_nr_running(rq, 1);
4249         }
4250         hrtick_update(rq);
4251 }
4252
4253 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
4254
4255 /*
4256  * The dequeue_task method is called before nr_running is
4257  * decreased. We remove the task from the rbtree and
4258  * update the fair scheduling stats:
4259  */
4260 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
4261 {
4262         struct cfs_rq *cfs_rq;
4263         struct sched_entity *se = &p->se;
4264         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
4265
4266         for_each_sched_entity(se) {
4267                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4268                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
4269
4270                 /*
4271                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
4272                  *
4273                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
4274                  * post the final h_nr_running decrement below.
4275                 */
4276                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4277                         break;
4278                 cfs_rq->h_nr_running--;
4279
4280                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
4281                 if (cfs_rq->load.weight) {
4282                         /*
4283                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
4284                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
4285                          */
4286                         if (task_sleep && parent_entity(se))
4287                                 set_next_buddy(parent_entity(se));
4288
4289                         /* avoid re-evaluating load for this entity */
4290                         se = parent_entity(se);
4291                         break;
4292                 }
4293                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
4294         }
4295
4296         for_each_sched_entity(se) {
4297                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4298                 cfs_rq->h_nr_running--;
4299
4300                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4301                         break;
4302
4303                 update_cfs_shares(cfs_rq);
4304                 update_entity_load_avg(se, 1);
4305         }
4306
4307         if (!se) {
4308                 sub_nr_running(rq, 1);
4309                 update_rq_runnable_avg(rq, 1);
4310         }
4311         hrtick_update(rq);
4312 }
4313
4314 #ifdef CONFIG_SMP
4315 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
4316 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
4317 {
4318         return cpu_rq(cpu)->cfs.runnable_load_avg;
4319 }
4320
4321 /*
4322  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
4323  * according to the scheduling class and "nice" value.
4324  *
4325  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
4326  * balance conservatively.
4327  */
4328 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
4329 {
4330         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4331         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
4332
4333         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
4334                 return total;
4335
4336         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
4337 }
4338
4339 /*
4340  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
4341  * according to the scheduling class and "nice" value.
4342  */
4343 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
4344 {
4345         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4346         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
4347
4348         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
4349                 return total;
4350
4351         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
4352 }
4353
4354 static unsigned long capacity_of(int cpu)
4355 {
4356         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity;
4357 }
4358
4359 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
4360 {
4361         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4362         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->cfs.h_nr_running);
4363         unsigned long load_avg = rq->cfs.runnable_load_avg;
4364
4365         if (nr_running)
4366                 return load_avg / nr_running;
4367
4368         return 0;
4369 }
4370
4371 static void record_wakee(struct task_struct *p)
4372 {
4373         /*
4374          * Rough decay (wiping) for cost saving, don't worry
4375          * about the boundary, really active task won't care
4376          * about the loss.
4377          */
4378         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
4379                 current->wakee_flips >>= 1;
4380                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
4381         }
4382
4383         if (current->last_wakee != p) {
4384                 current->last_wakee = p;
4385                 current->wakee_flips++;
4386         }
4387 }
4388
4389 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
4390 {
4391         struct sched_entity *se = &p->se;
4392         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4393         u64 min_vruntime;
4394
4395 #ifndef CONFIG_64BIT
4396         u64 min_vruntime_copy;
4397
4398         do {
4399                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
4400                 smp_rmb();
4401                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4402         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
4403 #else
4404         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4405 #endif
4406
4407         se->vruntime -= min_vruntime;
4408         record_wakee(p);
4409 }
4410
4411 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4412 /*
4413  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
4414  *
4415  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
4416  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
4417  * can calculate the shift in shares.
4418  *
4419  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
4420  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
4421  * total group weight.
4422  *
4423  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
4424  * distribution (s_i) using:
4425  *
4426  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
4427  *
4428  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
4429  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
4430  * shares distribution (s_i):
4431  *
4432  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
4433  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
4434  *
4435  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
4436  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
4437  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
4438  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
4439  *
4440  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
4441  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
4442  *
4443  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
4444  *
4445  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
4446  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
4447  * weight and shares distributions like:
4448  *
4449  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
4450  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
4451  *
4452  * We can then compute the difference in effective weight by using:
4453  *
4454  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
4455  *
4456  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
4457  *
4458  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
4459  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
4460  * 4/7) times the weight of the group.
4461  */
4462 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4463 {
4464         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
4465
4466         if (!tg->parent)        /* the trivial, non-cgroup case */
4467                 return wl;
4468
4469         for_each_sched_entity(se) {
4470                 long w, W;
4471
4472                 tg = se->my_q->tg;
4473
4474                 /*
4475                  * W = @wg + \Sum rw_j
4476                  */
4477                 W = wg + calc_tg_weight(tg, se->my_q);
4478
4479                 /*
4480                  * w = rw_i + @wl
4481                  */
4482                 w = se->my_q->load.weight + wl;
4483
4484                 /*
4485                  * wl = S * s'_i; see (2)
4486                  */
4487                 if (W > 0 && w < W)
4488                         wl = (w * (long)tg->shares) / W;
4489                 else
4490                         wl = tg->shares;
4491
4492                 /*
4493                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
4494                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
4495                  * calc_cfs_shares().
4496                  */
4497                 if (wl < MIN_SHARES)
4498                         wl = MIN_SHARES;
4499
4500                 /*
4501                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
4502                  */
4503                 wl -= se->load.weight;
4504
4505                 /*
4506                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
4507                  * the final effective load change on the root group. Since
4508                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
4509                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
4510                  * resulting from this level per the above.
4511                  */
4512                 wg = 0;
4513         }
4514
4515         return wl;
4516 }
4517 #else
4518
4519 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4520 {
4521         return wl;
4522 }
4523
4524 #endif
4525
4526 static int wake_wide(struct task_struct *p)
4527 {
4528         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
4529
4530         /*
4531          * Yeah, it's the switching-frequency, could means many wakee or
4532          * rapidly switch, use factor here will just help to automatically
4533          * adjust the loose-degree, so bigger node will lead to more pull.
4534          */
4535         if (p->wakee_flips > factor) {
4536                 /*
4537                  * wakee is somewhat hot, it needs certain amount of cpu
4538                  * resource, so if waker is far more hot, prefer to leave
4539                  * it alone.
4540                  */
4541                 if (current->wakee_flips > (factor * p->wakee_flips))
4542                         return 1;
4543         }
4544
4545         return 0;
4546 }
4547
4548 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
4549 {
4550         s64 this_load, load;
4551         s64 this_eff_load, prev_eff_load;
4552         int idx, this_cpu, prev_cpu;
4553         struct task_group *tg;
4554         unsigned long weight;
4555         int balanced;
4556
4557         /*
4558          * If we wake multiple tasks be careful to not bounce
4559          * ourselves around too much.
4560          */
4561         if (wake_wide(p))
4562                 return 0;
4563
4564         idx       = sd->wake_idx;
4565         this_cpu  = smp_processor_id();
4566         prev_cpu  = task_cpu(p);
4567         load      = source_load(prev_cpu, idx);
4568         this_load = target_load(this_cpu, idx);
4569
4570         /*
4571          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
4572          * effect of the currently running task from the load
4573          * of the current CPU:
4574          */
4575         if (sync) {
4576                 tg = task_group(current);
4577                 weight = current->se.load.weight;
4578
4579                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
4580                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
4581         }
4582
4583         tg = task_group(p);
4584         weight = p->se.load.weight;
4585
4586         /*
4587          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
4588          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
4589          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
4590          * about that, so that's good too.
4591          *
4592          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
4593          * task to be woken on this_cpu.
4594          */
4595         this_eff_load = 100;
4596         this_eff_load *= capacity_of(prev_cpu);
4597
4598         prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
4599         prev_eff_load *= capacity_of(this_cpu);
4600
4601         if (this_load > 0) {
4602                 this_eff_load *= this_load +
4603                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
4604
4605                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
4606         }
4607
4608         balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
4609
4610         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
4611
4612         if (!balanced)
4613                 return 0;
4614
4615         schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
4616         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
4617
4618         return 1;
4619 }
4620
4621 /*
4622  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
4623  * domain.
4624  */
4625 static struct sched_group *
4626 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
4627                   int this_cpu, int sd_flag)
4628 {
4629         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
4630         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
4631         int load_idx = sd->forkexec_idx;
4632         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
4633
4634         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
4635                 load_idx = sd->wake_idx;
4636
4637         do {
4638                 unsigned long load, avg_load;
4639                 int local_group;
4640                 int i;
4641
4642                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
4643                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
4644                                         tsk_cpus_allowed(p)))
4645                         continue;
4646
4647                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
4648                                                sched_group_cpus(group));
4649
4650                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
4651                 avg_load = 0;
4652
4653                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
4654                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
4655                         if (local_group)
4656                                 load = source_load(i, load_idx);
4657                         else
4658                                 load = target_load(i, load_idx);
4659
4660                         avg_load += load;
4661                 }
4662
4663                 /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
4664                 avg_load = (avg_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) / group->sgc->capacity;
4665
4666                 if (local_group) {
4667                         this_load = avg_load;
4668                 } else if (avg_load < min_load) {
4669                         min_load = avg_load;
4670                         idlest = group;
4671                 }
4672         } while (group = group->next, group != sd->groups);
4673
4674         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
4675                 return NULL;
4676         return idlest;
4677 }
4678
4679 /*
4680  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
4681  */
4682 static int
4683 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
4684 {
4685         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
4686         unsigned int min_exit_latency = UINT_MAX;
4687         u64 latest_idle_timestamp = 0;
4688         int least_loaded_cpu = this_cpu;
4689         int shallowest_idle_cpu = -1;
4690         int i;
4691
4692         /* Traverse only the allowed CPUs */
4693         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
4694                 if (idle_cpu(i)) {
4695                         struct rq *rq = cpu_rq(i);
4696                         struct cpuidle_state *idle = idle_get_state(rq);
4697                         if (idle && idle->exit_latency < min_exit_latency) {
4698                                 /*
4699                                  * We give priority to a CPU whose idle state
4700                                  * has the smallest exit latency irrespective
4701                                  * of any idle timestamp.
4702                                  */
4703                                 min_exit_latency = idle->exit_latency;
4704                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
4705                                 shallowest_idle_cpu = i;
4706                         } else if ((!idle || idle->exit_latency == min_exit_latency) &&
4707                                    rq->idle_stamp > latest_idle_timestamp) {
4708                                 /*
4709                                  * If equal or no active idle state, then
4710                                  * the most recently idled CPU might have
4711                                  * a warmer cache.
4712                                  */
4713                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
4714                                 shallowest_idle_cpu = i;
4715                         }
4716                 } else if (shallowest_idle_cpu == -1) {
4717                         load = weighted_cpuload(i);
4718                         if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
4719                                 min_load = load;
4720                                 least_loaded_cpu = i;
4721                         }
4722                 }
4723         }
4724
4725         return shallowest_idle_cpu != -1 ? shallowest_idle_cpu : least_loaded_cpu;
4726 }
4727
4728 /*
4729  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
4730  */
4731 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
4732 {
4733         struct sched_domain *sd;
4734         struct sched_group *sg;
4735         int i = task_cpu(p);
4736
4737         if (idle_cpu(target))
4738                 return target;
4739
4740         /*
4741          * If the prevous cpu is cache affine and idle, don't be stupid.
4742          */
4743         if (i != target && cpus_share_cache(i, target) && idle_cpu(i))
4744                 return i;
4745
4746         /*
4747          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
4748          */
4749         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
4750         for_each_lower_domain(sd) {
4751                 sg = sd->groups;
4752                 do {
4753                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
4754                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
4755                                 goto next;
4756
4757                         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
4758                                 if (i == target || !idle_cpu(i))
4759                                         goto next;
4760                         }
4761
4762                         target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
4763                                         tsk_cpus_allowed(p));
4764                         goto done;
4765 next:
4766                         sg = sg->next;
4767                 } while (sg != sd->groups);
4768         }
4769 done:
4770         return target;
4771 }
4772
4773 /*
4774  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
4775  * that have the 'sd_flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
4776  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
4777  *
4778  * Balances load by selecting the idlest cpu in the idlest group, or under
4779  * certain conditions an idle sibling cpu if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
4780  *
4781  * Returns the target cpu number.
4782  *
4783  * preempt must be disabled.
4784  */
4785 static int
4786 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
4787 {
4788         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
4789         int cpu = smp_processor_id();
4790         int new_cpu = cpu;
4791         int want_affine = 0;
4792         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
4793
4794         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
4795                 want_affine = cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p));
4796
4797         rcu_read_lock();
4798         for_each_domain(cpu, tmp) {
4799                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4800                         continue;
4801
4802                 /*
4803                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
4804                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
4805                  */
4806                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
4807                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
4808                         affine_sd = tmp;
4809                         break;
4810                 }
4811
4812                 if (tmp->flags & sd_flag)
4813                         sd = tmp;
4814         }
4815
4816         if (affine_sd && cpu != prev_cpu && wake_affine(affine_sd, p, sync))
4817                 prev_cpu = cpu;
4818
4819         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
4820                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu);
4821                 goto unlock;
4822         }
4823
4824         while (sd) {
4825                 struct sched_group *group;
4826                 int weight;
4827
4828                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
4829                         sd = sd->child;
4830                         continue;
4831                 }
4832
4833                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, sd_flag);
4834                 if (!group) {
4835                         sd = sd->child;
4836                         continue;
4837                 }
4838
4839                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
4840                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
4841                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
4842                         sd = sd->child;
4843                         continue;
4844                 }
4845
4846                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
4847                 cpu = new_cpu;
4848                 weight = sd->span_weight;
4849                 sd = NULL;
4850                 for_each_domain(cpu, tmp) {
4851                         if (weight <= tmp->span_weight)
4852                                 break;
4853                         if (tmp->flags & sd_flag)
4854                                 sd = tmp;
4855                 }
4856                 /* while loop will break here if sd == NULL */
4857         }
4858 unlock:
4859         rcu_read_unlock();
4860
4861         return new_cpu;
4862 }
4863
4864 /*
4865  * Called immediately before a task is migrated to a new cpu; task_cpu(p) and
4866  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
4867  * previous cpu.  However, the caller only guarantees p->pi_lock is held; no
4868  * other assumptions, including the state of rq->lock, should be made.
4869  */
4870 static void
4871 migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int next_cpu)
4872 {
4873         struct sched_entity *se = &p->se;
4874         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4875
4876         /*
4877          * Load tracking: accumulate removed load so that it can be processed
4878          * when we next update owning cfs_rq under rq->lock.  Tasks contribute
4879          * to blocked load iff they have a positive decay-count.  It can never
4880          * be negative here since on-rq tasks have decay-count == 0.
4881          */
4882         if (se->avg.decay_count) {
4883                 se->avg.decay_count = -__synchronize_entity_decay(se);
4884                 atomic_long_add(se->avg.load_avg_contrib,
4885                                                 &cfs_rq->removed_load);
4886         }
4887
4888         /* We have migrated, no longer consider this task hot */
4889         se->exec_start = 0;
4890 }
4891 #endif /* CONFIG_SMP */
4892
4893 static unsigned long
4894 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
4895 {
4896         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
4897
4898         /*
4899          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
4900          * to virtual-time in his units.
4901          *
4902          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
4903          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
4904          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
4905          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
4906          * be smaller, again penalizing the lighter task.
4907          *
4908          * This is especially important for buddies when the leftmost
4909          * task is higher priority than the buddy.
4910          */
4911         return calc_delta_fair(gran, se);
4912 }
4913
4914 /*
4915  * Should 'se' preempt 'curr'.
4916  *
4917  *             |s1
4918  *        |s2
4919  *   |s3
4920  *         g
4921  *      |<--->|c
4922  *
4923  *  w(c, s1) = -1
4924  *  w(c, s2) =  0
4925  *  w(c, s3) =  1
4926  *
4927  */
4928 static int
4929 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
4930 {
4931         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
4932
4933         if (vdiff <= 0)
4934                 return -1;
4935
4936         gran = wakeup_gran(curr, se);
4937         if (vdiff > gran)
4938                 return 1;
4939
4940         return 0;
4941 }
4942
4943 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
4944 {
4945         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
4946                 return;
4947
4948         for_each_sched_entity(se)
4949                 cfs_rq_of(se)->last = se;
4950 }
4951
4952 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
4953 {
4954         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
4955                 return;
4956
4957         for_each_sched_entity(se)
4958                 cfs_rq_of(se)->next = se;
4959 }
4960
4961 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
4962 {
4963         for_each_sched_entity(se)
4964                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
4965 }
4966
4967 /*
4968  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
4969  */
4970 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
4971 {
4972         struct task_struct *curr = rq->curr;
4973         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
4974         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
4975         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
4976         int next_buddy_marked = 0;
4977
4978         if (unlikely(se == pse))
4979                 return;
4980
4981         /*
4982          * This is possible from callers such as attach_tasks(), in which we
4983          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
4984          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
4985          * next-buddy nomination below.
4986          */
4987         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
4988                 return;
4989
4990         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
4991                 set_next_buddy(pse);
4992                 next_buddy_marked = 1;
4993         }
4994
4995         /*
4996          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
4997          * wake up path.
4998          *
4999          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
5000          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
5001          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
5002          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
5003          * below.
5004          */
5005         if (test_tsk_need_resched(curr))
5006                 return;
5007
5008         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
5009         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
5010             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
5011                 goto preempt;
5012
5013         /*
5014          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
5015          * is driven by the tick):
5016          */
5017         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
5018                 return;
5019
5020         find_matching_se(&se, &pse);
5021         update_curr(cfs_rq_of(se));
5022         BUG_ON(!pse);
5023         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
5024                 /*
5025                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
5026                  * triggering this preemption.
5027                  */
5028                 if (!next_buddy_marked)
5029                         set_next_buddy(pse);
5030                 goto preempt;
5031         }
5032
5033         return;
5034
5035 preempt:
5036         resched_curr(rq);
5037         /*
5038          * Only set the backward buddy when the current task is still
5039          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
5040          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
5041          * point, either of which can * drop the rq lock.
5042          *
5043          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
5044          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
5045          */
5046         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
5047                 return;
5048
5049         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
5050                 set_last_buddy(se);
5051 }
5052
5053 static struct task_struct *
5054 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5055 {
5056         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
5057         struct sched_entity *se;
5058         struct task_struct *p;
5059         int new_tasks;
5060
5061 again:
5062 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5063         if (!cfs_rq->nr_running)
5064                 goto idle;
5065
5066         if (prev->sched_class != &fair_sched_class)
5067                 goto simple;
5068
5069         /*
5070          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
5071          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
5072          *
5073          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
5074          * hierarchy, only change the part that actually changes.
5075          */
5076
5077         do {
5078                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
5079
5080                 /*
5081                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
5082                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
5083                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
5084                  * forget we've ever seen it.
5085                  */
5086                 if (curr && curr->on_rq)
5087                         update_curr(cfs_rq);
5088                 else
5089                         curr = NULL;
5090
5091                 /*
5092                  * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the throttle and
5093                  * dequeue its entity in the parent(s). Therefore the 'simple'
5094                  * nr_running test will indeed be correct.
5095                  */
5096                 if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq)))
5097                         goto simple;
5098
5099                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
5100                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
5101         } while (cfs_rq);
5102
5103         p = task_of(se);
5104
5105         /*
5106          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
5107          * is a different task than we started out with, try and touch the
5108          * least amount of cfs_rqs.
5109          */
5110         if (prev != p) {
5111                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
5112
5113                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
5114                         int se_depth = se->depth;
5115                         int pse_depth = pse->depth;
5116
5117                         if (se_depth <= pse_depth) {
5118                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
5119                                 pse = parent_entity(pse);
5120                         }
5121                         if (se_depth >= pse_depth) {
5122                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
5123                                 se = parent_entity(se);
5124                         }
5125                 }
5126
5127                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
5128                 set_next_entity(cfs_rq, se);
5129         }
5130
5131         if (hrtick_enabled(rq))
5132                 hrtick_start_fair(rq, p);
5133
5134         return p;
5135 simple:
5136         cfs_rq = &rq->cfs;
5137 #endif
5138
5139         if (!cfs_rq->nr_running)
5140                 goto idle;
5141
5142         put_prev_task(rq, prev);
5143
5144         do {
5145                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
5146                 set_next_entity(cfs_rq, se);
5147                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
5148         } while (cfs_rq);
5149
5150         p = task_of(se);
5151
5152         if (hrtick_enabled(rq))
5153                 hrtick_start_fair(rq, p);
5154
5155         return p;
5156
5157 idle:
5158         new_tasks = idle_balance(rq);
5159         /*
5160          * Because idle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
5161          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
5162          * must re-start the pick_next_entity() loop.
5163          */
5164         if (new_tasks < 0)
5165                 return RETRY_TASK;
5166
5167         if (new_tasks > 0)
5168                 goto again;
5169
5170         return NULL;
5171 }
5172
5173 /*
5174  * Account for a descheduled task:
5175  */
5176 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5177 {
5178         struct sched_entity *se = &prev->se;
5179         struct cfs_rq *cfs_rq;
5180
5181         for_each_sched_entity(se) {
5182                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5183                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
5184         }
5185 }
5186
5187 /*
5188  * sched_yield() is very simple
5189  *
5190  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
5191  */
5192 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
5193 {
5194         struct task_struct *curr = rq->curr;
5195         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
5196         struct sched_entity *se = &curr->se;
5197
5198         /*
5199          * Are we the only task in the tree?
5200          */
5201         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
5202                 return;
5203
5204         clear_buddies(cfs_rq, se);
5205
5206         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
5207                 update_rq_clock(rq);
5208                 /*
5209                  * Update run-time statistics of the 'current'.
5210                  */
5211                 update_curr(cfs_rq);
5212                 /*
5213                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
5214                  * so we don't do microscopic update in schedule()
5215                  * and double the fastpath cost.
5216                  */
5217                 rq_clock_skip_update(rq, true);
5218         }
5219
5220         set_skip_buddy(se);
5221 }
5222
5223 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
5224 {
5225         struct sched_entity *se = &p->se;
5226
5227         /* throttled hierarchies are not runnable */
5228         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
5229                 return false;
5230
5231         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
5232         set_next_buddy(se);
5233
5234         yield_task_fair(rq);
5235
5236         return true;
5237 }
5238
5239 #ifdef CONFIG_SMP
5240 /**************************************************
5241  * Fair scheduling class load-balancing methods.
5242  *
5243  * BASICS
5244  *
5245  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
5246  * per-cpu scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
5247  * time to each task. This is expressed in the following equation:
5248  *
5249  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
5250  *
5251  * Where W_i,n is the n-th weight average for cpu i. The instantaneous weight
5252  * W_i,0 is defined as:
5253  *
5254  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
5255  *
5256  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on cpu i. This weight
5257  * is derived from the nice value as per prio_to_weight[].
5258  *
5259  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
5260  * weight:
5261  *
5262  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
5263  *
5264  * C_i is the compute capacity of cpu i, typically it is the
5265  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
5266  * can also include other factors [XXX].
5267  *
5268  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
5269  * directly from (1):
5270  *
5271  *   imb_i,j = max{ avg(W/C), W_i/C_i } - min{ avg(W/C), W_j/C_j }    (4)
5272  *
5273  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
5274  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
5275  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
5276  *
5277  * [XXX expand on:
5278  *     - infeasible weights;
5279  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
5280  *
5281  *
5282  * SCHED DOMAINS
5283  *
5284  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
5285  * for all i,j solution, we create a tree of cpus that follows the hardware
5286  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
5287  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of cpus going up the
5288  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
5289  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of cpus in
5290  * the groups.
5291  *
5292  * This yields:
5293  *
5294  *     log_2 n     1     n
5295  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
5296  *     i = 0      2^i   2^i
5297  *                               `- size of each group
5298  *         |         |     `- number of cpus doing load-balance
5299  *         |         `- freq
5300  *         `- sum over all levels
5301  *
5302  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
5303  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
5304  *
5305  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
5306  * to every other cpu in at most O(log n) steps:
5307  *
5308  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
5309  *
5310  *             log_2 n     
5311  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
5312  *             k = 0
5313  *
5314  * And you'll find that:
5315  *
5316  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
5317  *
5318  * Showing there's indeed a path between every cpu in at most O(log n) steps.
5319  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
5320  * of:
5321  *
5322  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
5323  *
5324  *
5325  * WORK CONSERVING
5326  *
5327  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
5328  * balancing is more aggressive and has the newly idle cpu iterate up the domain
5329  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
5330  *
5331  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
5332  * time.
5333  *
5334  * [XXX more?]
5335  *
5336  *
5337  * CGROUPS
5338  *
5339  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
5340  *
5341  *                                s_k,i
5342  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
5343  *                                 S_k
5344  *
5345  * Where
5346  *
5347  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
5348  *
5349  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on cpu i.
5350  *
5351  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
5352  * property.
5353  *
5354  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
5355  *      rewrite all of this once again.]
5356  */ 
5357
5358 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
5359
5360 enum fbq_type { regular, remote, all };
5361
5362 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
5363 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
5364 #define LBF_DST_PINNED  0x04
5365 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
5366
5367 struct lb_env {
5368         struct sched_domain     *sd;
5369
5370         struct rq               *src_rq;
5371         int                     src_cpu;
5372
5373         int                     dst_cpu;
5374         struct rq               *dst_rq;
5375
5376         struct cpumask          *dst_grpmask;
5377         int                     new_dst_cpu;
5378         enum cpu_idle_type      idle;
5379         long                    imbalance;
5380         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
5381         struct cpumask          *cpus;
5382
5383         unsigned int            flags;
5384
5385         unsigned int            loop;
5386         unsigned int            loop_break;
5387         unsigned int            loop_max;
5388
5389         enum fbq_type           fbq_type;
5390         struct list_head        tasks;
5391 };
5392
5393 /*
5394  * Is this task likely cache-hot:
5395  */
5396 static int task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5397 {
5398         s64 delta;
5399
5400         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
5401
5402         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
5403                 return 0;
5404
5405         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
5406                 return 0;
5407
5408         /*
5409          * Buddy candidates are cache hot:
5410          */
5411         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && env->dst_rq->nr_running &&
5412                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
5413                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
5414                 return 1;
5415
5416         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
5417                 return 1;
5418         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
5419                 return 0;
5420
5421         delta = rq_clock_task(env->src_rq) - p->se.exec_start;
5422
5423         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
5424 }
5425
5426 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5427 /* Returns true if the destination node has incurred more faults */
5428 static bool migrate_improves_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5429 {
5430         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
5431         int src_nid, dst_nid;
5432
5433         if (!sched_feat(NUMA_FAVOUR_HIGHER) || !p->numa_faults ||
5434             !(env->sd->flags & SD_NUMA)) {
5435                 return false;
5436         }
5437
5438         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
5439         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
5440
5441         if (src_nid == dst_nid)
5442                 return false;
5443
5444         if (numa_group) {
5445                 /* Task is already in the group's interleave set. */
5446                 if (node_isset(src_nid, numa_group->active_nodes))
5447                         return false;
5448
5449                 /* Task is moving into the group's interleave set. */
5450                 if (node_isset(dst_nid, numa_group->active_nodes))
5451                         return true;
5452
5453                 return group_faults(p, dst_nid) > group_faults(p, src_nid);
5454         }
5455
5456         /* Encourage migration to the preferred node. */
5457         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
5458                 return true;
5459
5460         return task_faults(p, dst_nid) > task_faults(p, src_nid);
5461 }
5462
5463
5464 static bool migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5465 {
5466         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
5467         int src_nid, dst_nid;
5468
5469         if (!sched_feat(NUMA) || !sched_feat(NUMA_RESIST_LOWER))
5470                 return false;
5471
5472         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
5473                 return false;
5474
5475         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
5476         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
5477
5478         if (src_nid == dst_nid)
5479                 return false;
5480
5481         if (numa_group) {
5482                 /* Task is moving within/into the group's interleave set. */
5483                 if (node_isset(dst_nid, numa_group->active_nodes))
5484                         return false;
5485
5486                 /* Task is moving out of the group's interleave set. */
5487                 if (node_isset(src_nid, numa_group->active_nodes))
5488                         return true;
5489
5490                 return group_faults(p, dst_nid) < group_faults(p, src_nid);
5491         }
5492
5493         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
5494         if (src_nid == p->numa_preferred_nid)
5495                 return true;
5496
5497         return task_faults(p, dst_nid) < task_faults(p, src_nid);
5498 }
5499
5500 #else
5501 static inline bool migrate_improves_locality(struct task_struct *p,
5502                                              struct lb_env *env)
5503 {
5504         return false;
5505 }
5506
5507 static inline bool migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
5508                                              struct lb_env *env)
5509 {
5510         return false;
5511 }
5512 #endif
5513
5514 /*
5515  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
5516  */
5517 static
5518 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5519 {
5520         int tsk_cache_hot = 0;
5521
5522         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
5523
5524         /*
5525          * We do not migrate tasks that are:
5526          * 1) throttled_lb_pair, or
5527          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
5528          * 3) running (obviously), or
5529          * 4) are cache-hot on their current CPU.
5530          */
5531         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
5532                 return 0;
5533
5534         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
5535                 int cpu;
5536
5537                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
5538
5539                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
5540
5541                 /*
5542                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
5543                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
5544                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
5545                  *
5546                  * Also avoid computing new_dst_cpu if we have already computed
5547                  * one in current iteration.
5548                  */
5549                 if (!env->dst_grpmask || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
5550                         return 0;
5551
5552                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
5553                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
5554                         if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
5555                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
5556                                 env->new_dst_cpu = cpu;
5557                                 break;
5558                         }
5559                 }
5560
5561                 return 0;
5562         }
5563
5564         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
5565         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
5566
5567         if (task_running(env->src_rq, p)) {
5568                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
5569                 return 0;
5570         }
5571
5572         /*
5573          * Aggressive migration if:
5574          * 1) destination numa is preferred
5575          * 2) task is cache cold, or
5576          * 3) too many balance attempts have failed.
5577          */
5578         tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
5579         if (!tsk_cache_hot)
5580                 tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
5581
5582         if (migrate_improves_locality(p, env) || !tsk_cache_hot ||
5583             env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
5584                 if (tsk_cache_hot) {
5585                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
5586                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
5587                 }
5588                 return 1;
5589         }
5590
5591         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
5592         return 0;
5593 }
5594
5595 /*
5596  * detach_task() -- detach the task for the migration specified in env
5597  */
5598 static void detach_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5599 {
5600         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
5601
5602         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
5603         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
5604         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
5605 }
5606
5607 /*
5608  * detach_one_task() -- tries to dequeue exactly one task from env->src_rq, as
5609  * part of active balancing operations within "domain".
5610  *
5611  * Returns a task if successful and NULL otherwise.
5612  */
5613 static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
5614 {
5615         struct task_struct *p, *n;
5616
5617         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
5618
5619         list_for_each_entry_safe(p, n, &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
5620                 if (!can_migrate_task(p, env))
5621                         continue;
5622
5623                 detach_task(p, env);
5624
5625                 /*
5626                  * Right now, this is only the second place where
5627                  * lb_gained[env->idle] is updated (other is detach_tasks)
5628                  * so we can safely collect stats here rather than
5629                  * inside detach_tasks().
5630                  */
5631                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
5632                 return p;
5633         }
5634         return NULL;
5635 }
5636
5637 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
5638
5639 /*
5640  * detach_tasks() -- tries to detach up to imbalance weighted load from
5641  * busiest_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
5642  *
5643  * Returns number of detached tasks if successful and 0 otherwise.
5644  */
5645 static int detach_tasks(struct lb_env *env)
5646 {
5647         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
5648         struct task_struct *p;
5649         unsigned long load;
5650         int detached = 0;
5651
5652         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
5653
5654         if (env->imbalance <= 0)
5655                 return 0;
5656
5657         while (!list_empty(tasks)) {
5658                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
5659
5660                 env->loop++;
5661                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
5662                 if (env->loop > env->loop_max)
5663                         break;
5664
5665                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
5666                 if (env->loop > env->loop_break) {
5667                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
5668                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
5669                         break;
5670                 }
5671
5672                 if (!can_migrate_task(p, env))
5673                         goto next;
5674
5675                 load = task_h_load(p);
5676
5677                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
5678                         goto next;
5679
5680                 if ((load / 2) > env->imbalance)
5681                         goto next;
5682
5683                 detach_task(p, env);
5684                 list_add(&p->se.group_node, &env->tasks);
5685
5686                 detached++;
5687                 env->imbalance -= load;
5688
5689 #ifdef CONFIG_PREEMPT
5690                 /*
5691                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
5692                  * kernels will stop after the first task is detached to minimize
5693                  * the critical section.
5694                  */
5695                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
5696                         break;
5697 #endif
5698
5699                 /*
5700                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
5701                  * weighted load.
5702                  */
5703                 if (env->imbalance <= 0)
5704                         break;
5705
5706                 continue;
5707 next:
5708                 list_move_tail(&p->se.group_node, tasks);
5709         }
5710
5711         /*
5712          * Right now, this is one of only two places we collect this stat
5713          * so we can safely collect detach_one_task() stats here rather
5714          * than inside detach_one_task().
5715          */
5716         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], detached);
5717
5718         return detached;
5719 }
5720
5721 /*
5722  * attach_task() -- attach the task detached by detach_task() to its new rq.
5723  */
5724 static void attach_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5725 {
5726         lockdep_assert_held(&rq->lock);
5727
5728         BUG_ON(task_rq(p) != rq);
5729         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
5730         activate_task(rq, p, 0);
5731         check_preempt_curr(rq, p, 0);
5732 }
5733
5734 /*
5735  * attach_one_task() -- attaches the task returned from detach_one_task() to
5736  * its new rq.
5737  */
5738 static void attach_one_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5739 {
5740         raw_spin_lock(&rq->lock);
5741         attach_task(rq, p);
5742         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5743 }
5744
5745 /*
5746  * attach_tasks() -- attaches all tasks detached by detach_tasks() to their
5747  * new rq.
5748  */
5749 static void attach_tasks(struct lb_env *env)
5750 {
5751         struct list_head *tasks = &env->tasks;
5752         struct task_struct *p;
5753
5754         raw_spin_lock(&env->dst_rq->lock);
5755
5756         while (!list_empty(tasks)) {
5757                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
5758                 list_del_init(&p->se.group_node);
5759
5760                 attach_task(env->dst_rq, p);
5761         }
5762
5763         raw_spin_unlock(&env->dst_rq->lock);
5764 }
5765
5766 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5767 /*
5768  * update tg->load_weight by folding this cpu's load_avg
5769  */
5770 static void __update_blocked_averages_cpu(struct task_group *tg, int cpu)
5771 {
5772         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
5773         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
5774
5775         /* throttled entities do not contribute to load */
5776         if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
5777                 return;
5778
5779         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
5780
5781         if (se) {
5782                 update_entity_load_avg(se, 1);
5783                 /*
5784                  * We pivot on our runnable average having decayed to zero for
5785                  * list removal.  This generally implies that all our children
5786                  * have also been removed (modulo rounding error or bandwidth
5787                  * control); however, such cases are rare and we can fix these
5788                  * at enqueue.
5789                  *
5790                  * TODO: fix up out-of-order children on enqueue.
5791                  */
5792                 if (!se->avg.runnable_avg_sum && !cfs_rq->nr_running)
5793                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
5794         } else {
5795                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5796                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
5797         }
5798 }
5799
5800 static void update_blocked_averages(int cpu)
5801 {
5802         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5803         struct cfs_rq *cfs_rq;
5804         unsigned long flags;
5805
5806         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5807         update_rq_clock(rq);
5808         /*
5809          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
5810          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
5811          */
5812         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
5813                 /*
5814                  * Note: We may want to consider periodically releasing
5815                  * rq->lock about these updates so that creating many task
5816                  * groups does not result in continually extending hold time.
5817                  */
5818                 __update_blocked_averages_cpu(cfs_rq->tg, rq->cpu);
5819         }
5820
5821         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5822 }
5823
5824 /*
5825  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
5826  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
5827  * group is a fraction of its parents load.
5828  */
5829 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
5830 {
5831         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5832         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
5833         unsigned long now = jiffies;
5834         unsigned long load;
5835
5836         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
5837                 return;
5838
5839         cfs_rq->h_load_next = NULL;
5840         for_each_sched_entity(se) {
5841                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5842                 cfs_rq->h_load_next = se;
5843                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
5844                         break;
5845         }
5846
5847         if (!se) {
5848                 cfs_rq->h_load = cfs_rq->runnable_load_avg;
5849                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
5850         }
5851
5852         while ((se = cfs_rq->h_load_next) != NULL) {
5853                 load = cfs_rq->h_load;
5854                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg_contrib,
5855                                 cfs_rq->runnable_load_avg + 1);
5856                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
5857                 cfs_rq->h_load = load;
5858                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
5859         }
5860 }
5861
5862 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
5863 {
5864         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
5865
5866         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
5867         return div64_ul(p->se.avg.load_avg_contrib * cfs_rq->h_load,
5868                         cfs_rq->runnable_load_avg + 1);
5869 }
5870 #else
5871 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
5872 {
5873 }
5874
5875 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
5876 {
5877         return p->se.avg.load_avg_contrib;
5878 }
5879 #endif
5880
5881 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
5882
5883 enum group_type {
5884         group_other = 0,
5885         group_imbalanced,
5886         group_overloaded,
5887 };
5888
5889 /*
5890  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
5891  */
5892 struct sg_lb_stats {
5893         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
5894         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
5895         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
5896         unsigned long load_per_task;
5897         unsigned long group_capacity;
5898         unsigned int sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
5899         unsigned int group_capacity_factor;
5900         unsigned int idle_cpus;
5901         unsigned int group_weight;
5902         enum group_type group_type;
5903         int group_has_free_capacity;
5904 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5905         unsigned int nr_numa_running;
5906         unsigned int nr_preferred_running;
5907 #endif
5908 };
5909
5910 /*
5911  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
5912  *               during load balancing.
5913  */
5914 struct sd_lb_stats {
5915         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
5916         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
5917         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
5918         unsigned long total_capacity;   /* Total capacity of all groups in sd */
5919         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
5920
5921         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
5922         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
5923 };
5924
5925 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
5926 {
5927         /*
5928          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
5929          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
5930          * We must however clear busiest_stat::avg_load because
5931          * update_sd_pick_busiest() reads this before assignment.
5932          */
5933         *sds = (struct sd_lb_stats){
5934                 .busiest = NULL,
5935                 .local = NULL,
5936                 .total_load = 0UL,
5937                 .total_capacity = 0UL,
5938                 .busiest_stat = {
5939                         .avg_load = 0UL,
5940                         .sum_nr_running = 0,
5941                         .group_type = group_other,
5942                 },
5943         };
5944 }
5945
5946 /**
5947  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
5948  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
5949  * @idle: The idle status of the CPU for whose sd load_idx is obtained.
5950  *
5951  * Return: The load index.
5952  */
5953 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
5954                                         enum cpu_idle_type idle)
5955 {
5956         int load_idx;
5957
5958         switch (idle) {
5959         case CPU_NOT_IDLE:
5960                 load_idx = sd->busy_idx;
5961                 break;
5962
5963         case CPU_NEWLY_IDLE:
5964                 load_idx = sd->newidle_idx;
5965                 break;
5966         default:
5967                 load_idx = sd->idle_idx;
5968                 break;
5969         }
5970
5971         return load_idx;
5972 }
5973
5974 static unsigned long default_scale_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
5975 {
5976         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
5977 }
5978
5979 unsigned long __weak arch_scale_freq_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
5980 {
5981         return default_scale_capacity(sd, cpu);
5982 }
5983
5984 static unsigned long default_scale_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
5985 {
5986         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY) && (sd->span_weight > 1))
5987                 return sd->smt_gain / sd->span_weight;
5988
5989         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
5990 }
5991
5992 unsigned long __weak arch_scale_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
5993 {
5994         return default_scale_cpu_capacity(sd, cpu);
5995 }
5996
5997 static unsigned long scale_rt_capacity(int cpu)
5998 {
5999         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6000         u64 total, available, age_stamp, avg;
6001         s64 delta;
6002
6003         /*
6004          * Since we're reading these variables without serialization make sure
6005          * we read them once before doing sanity checks on them.
6006          */
6007         age_stamp = ACCESS_ONCE(rq->age_stamp);
6008         avg = ACCESS_ONCE(rq->rt_avg);
6009         delta = __rq_clock_broken(rq) - age_stamp;
6010
6011         if (unlikely(delta < 0))
6012                 delta = 0;
6013
6014         total = sched_avg_period() + delta;
6015
6016         if (unlikely(total < avg)) {
6017                 /* Ensures that capacity won't end up being negative */
6018                 available = 0;
6019         } else {
6020                 available = total - avg;
6021         }
6022
6023         if (unlikely((s64)total < SCHED_CAPACITY_SCALE))
6024                 total = SCHED_CAPACITY_SCALE;
6025
6026         total >>= SCHED_CAPACITY_SHIFT;
6027
6028         return div_u64(available, total);
6029 }
6030
6031 static void update_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
6032 {
6033         unsigned long capacity = SCHED_CAPACITY_SCALE;
6034         struct sched_group *sdg = sd->groups;
6035
6036         if (sched_feat(ARCH_CAPACITY))
6037                 capacity *= arch_scale_cpu_capacity(sd, cpu);
6038         else
6039                 capacity *= default_scale_cpu_capacity(sd, cpu);
6040
6041         capacity >>= SCHED_CAPACITY_SHIFT;
6042
6043         sdg->sgc->capacity_orig = capacity;
6044
6045         if (sched_feat(ARCH_CAPACITY))
6046                 capacity *= arch_scale_freq_capacity(sd, cpu);
6047         else
6048                 capacity *= default_scale_capacity(sd, cpu);
6049
6050         capacity >>= SCHED_CAPACITY_SHIFT;
6051
6052         capacity *= scale_rt_capacity(cpu);
6053         capacity >>= SCHED_CAPACITY_SHIFT;
6054
6055         if (!capacity)
6056                 capacity = 1;
6057
6058         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity = capacity;
6059         sdg->sgc->capacity = capacity;
6060 }
6061
6062 void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
6063 {
6064         struct sched_domain *child = sd->child;
6065         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
6066         unsigned long capacity, capacity_orig;
6067         unsigned long interval;
6068
6069         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
6070         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
6071         sdg->sgc->next_update = jiffies + interval;
6072
6073         if (!child) {
6074                 update_cpu_capacity(sd, cpu);
6075                 return;
6076         }
6077
6078         capacity_orig = capacity = 0;
6079
6080         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
6081                 /*
6082                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
6083                  * span the current group.
6084                  */
6085
6086                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg)) {
6087                         struct sched_group_capacity *sgc;
6088                         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6089
6090                         /*
6091                          * build_sched_domains() -> init_sched_groups_capacity()
6092                          * gets here before we've attached the domains to the
6093                          * runqueues.
6094                          *
6095                          * Use capacity_of(), which is set irrespective of domains
6096                          * in update_cpu_capacity().
6097                          *
6098                          * This avoids capacity/capacity_orig from being 0 and
6099                          * causing divide-by-zero issues on boot.
6100                          *
6101                          * Runtime updates will correct capacity_orig.
6102                          */
6103                         if (unlikely(!rq->sd)) {
6104                                 capacity_orig += capacity_of(cpu);
6105                                 capacity += capacity_of(cpu);
6106                                 continue;
6107                         }
6108
6109                         sgc = rq->sd->groups->sgc;
6110                         capacity_orig += sgc->capacity_orig;
6111                         capacity += sgc->capacity;
6112                 }
6113         } else  {
6114                 /*
6115                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
6116                  * span the current group.
6117                  */ 
6118
6119                 group = child->groups;
6120                 do {
6121                         capacity_orig += group->sgc->capacity_orig;
6122                         capacity += group->sgc->capacity;
6123                         group = group->next;
6124                 } while (group != child->groups);
6125         }
6126
6127         sdg->sgc->capacity_orig = capacity_orig;
6128         sdg->sgc->capacity = capacity;
6129 }
6130
6131 /*
6132  * Try and fix up capacity for tiny siblings, this is needed when
6133  * things like SD_ASYM_PACKING need f_b_g to select another sibling
6134  * which on its own isn't powerful enough.
6135  *
6136  * See update_sd_pick_busiest() and check_asym_packing().
6137  */
6138 static inline int
6139 fix_small_capacity(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group)
6140 {
6141         /*
6142          * Only siblings can have significantly less than SCHED_CAPACITY_SCALE
6143          */
6144         if (!(sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY))
6145                 return 0;
6146
6147         /*
6148          * If ~90% of the cpu_capacity is still there, we're good.
6149          */
6150         if (group->sgc->capacity * 32 > group->sgc->capacity_orig * 29)
6151                 return 1;
6152
6153         return 0;
6154 }
6155
6156 /*
6157  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
6158  * groups is inadequate due to tsk_cpus_allowed() constraints.
6159  *
6160  * Imagine a situation of two groups of 4 cpus each and 4 tasks each with a
6161  * cpumask covering 1 cpu of the first group and 3 cpus of the second group.
6162  * Something like:
6163  *
6164  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
6165  *              *     * * *
6166  *
6167  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
6168  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
6169  * cpu 3 and leave one of the cpus in the second group unused.
6170  *
6171  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
6172  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
6173  * moving tasks due to affinity constraints.
6174  *
6175  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
6176  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
6177  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
6178  * to create an effective group imbalance.
6179  *
6180  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
6181  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
6182  * subtle and fragile situation.
6183  */
6184
6185 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
6186 {
6187         return group->sgc->imbalance;
6188 }
6189
6190 /*
6191  * Compute the group capacity factor.
6192  *
6193  * Avoid the issue where N*frac(smt_capacity) >= 1 creates 'phantom' cores by
6194  * first dividing out the smt factor and computing the actual number of cores
6195  * and limit unit capacity with that.
6196  */
6197 static inline int sg_capacity_factor(struct lb_env *env, struct sched_group *group)
6198 {
6199         unsigned int capacity_factor, smt, cpus;
6200         unsigned int capacity, capacity_orig;
6201
6202         capacity = group->sgc->capacity;
6203         capacity_orig = group->sgc->capacity_orig;
6204         cpus = group->group_weight;
6205
6206         /* smt := ceil(cpus / capacity), assumes: 1 < smt_capacity < 2 */
6207         smt = DIV_ROUND_UP(SCHED_CAPACITY_SCALE * cpus, capacity_orig);
6208         capacity_factor = cpus / smt; /* cores */
6209
6210         capacity_factor = min_t(unsigned,
6211                 capacity_factor, DIV_ROUND_CLOSEST(capacity, SCHED_CAPACITY_SCALE));
6212         if (!capacity_factor)
6213                 capacity_factor = fix_small_capacity(env->sd, group);
6214
6215         return capacity_factor;
6216 }
6217
6218 static enum group_type
6219 group_classify(struct sched_group *group, struct sg_lb_stats *sgs)
6220 {
6221         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity_factor)
6222                 return group_overloaded;
6223
6224         if (sg_imbalanced(group))
6225                 return group_imbalanced;
6226
6227         return group_other;
6228 }
6229
6230 /**
6231  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
6232  * @env: The load balancing environment.
6233  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
6234  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
6235  * @local_group: Does group contain this_cpu.
6236  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
6237  * @overload: Indicate more than one runnable task for any CPU.
6238  */
6239 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
6240                         struct sched_group *group, int load_idx,
6241                         int local_group, struct sg_lb_stats *sgs,
6242                         bool *overload)
6243 {
6244         unsigned long load;
6245         int i;
6246
6247         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
6248
6249         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
6250                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
6251
6252                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
6253                 if (local_group)
6254                         load = target_load(i, load_idx);
6255                 else
6256                         load = source_load(i, load_idx);
6257
6258                 sgs->group_load += load;
6259                 sgs->sum_nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
6260
6261                 if (rq->nr_running > 1)
6262                         *overload = true;
6263
6264 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6265                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
6266                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
6267 #endif
6268                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
6269                 if (idle_cpu(i))
6270                         sgs->idle_cpus++;
6271         }
6272
6273         /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
6274         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
6275         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_CAPACITY_SCALE) / sgs->group_capacity;
6276
6277         if (sgs->sum_nr_running)
6278                 sgs->load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
6279
6280         sgs->group_weight = group->group_weight;
6281         sgs->group_capacity_factor = sg_capacity_factor(env, group);
6282         sgs->group_type = group_classify(group, sgs);
6283
6284         if (sgs->group_capacity_factor > sgs->sum_nr_running)
6285                 sgs->group_has_free_capacity = 1;
6286 }
6287
6288 /**
6289  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
6290  * @env: The load balancing environment.
6291  * @sds: sched_domain statistics
6292  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
6293  * @sgs: sched_group statistics
6294  *
6295  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
6296  * busiest group.
6297  *
6298  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
6299  * busiest group. %false otherwise.
6300  */
6301 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
6302                                    struct sd_lb_stats *sds,
6303                                    struct sched_group *sg,
6304                                    struct sg_lb_stats *sgs)
6305 {
6306         struct sg_lb_stats *busiest = &sds->busiest_stat;
6307
6308         if (sgs->group_type > busiest->group_type)
6309                 return true;
6310
6311         if (sgs->group_type < busiest->group_type)
6312                 return false;
6313
6314         if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
6315                 return false;
6316
6317         /* This is the busiest node in its class. */
6318         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
6319                 return true;
6320
6321         /*
6322          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
6323          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
6324          * higher than ourself as busy.
6325          */
6326         if (sgs->sum_nr_running && env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
6327                 if (!sds->busiest)
6328                         return true;
6329
6330                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
6331                         return true;
6332         }
6333
6334         return false;
6335 }
6336
6337 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6338 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
6339 {
6340         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_numa_running)
6341                 return regular;
6342         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
6343                 return remote;
6344         return all;
6345 }
6346
6347 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
6348 {
6349         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
6350                 return regular;
6351         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
6352                 return remote;
6353         return all;
6354 }
6355 #else
6356 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
6357 {
6358         return all;
6359 }
6360
6361 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
6362 {
6363         return regular;
6364 }
6365 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
6366
6367 /**
6368  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
6369  * @env: The load balancing environment.
6370  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
6371  */
6372 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6373 {
6374         struct sched_domain *child = env->sd->child;
6375         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
6376         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
6377         int load_idx, prefer_sibling = 0;
6378         bool overload = false;
6379
6380         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
6381                 prefer_sibling = 1;
6382
6383         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
6384
6385         do {
6386                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
6387                 int local_group;
6388
6389                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
6390                 if (local_group) {
6391                         sds->local = sg;
6392                         sgs = &sds->local_stat;
6393
6394                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
6395                             time_after_eq(jiffies, sg->sgc->next_update))
6396                                 update_group_capacity(env->sd, env->dst_cpu);
6397                 }
6398
6399                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, sgs,
6400                                                 &overload);
6401
6402                 if (local_group)
6403                         goto next_group;
6404
6405                 /*
6406                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
6407                  * first, lower the sg capacity factor to one so that we'll try
6408                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
6409                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
6410                  * these excess tasks, i.e. nr_running < group_capacity_factor. The
6411                  * extra check prevents the case where you always pull from the
6412                  * heaviest group when it is already under-utilized (possible
6413                  * with a large weight task outweighs the tasks on the system).
6414                  */
6415                 if (prefer_sibling && sds->local &&
6416                     sds->local_stat.group_has_free_capacity) {
6417                         sgs->group_capacity_factor = min(sgs->group_capacity_factor, 1U);
6418                         sgs->group_type = group_classify(sg, sgs);
6419                 }
6420
6421                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
6422                         sds->busiest = sg;
6423                         sds->busiest_stat = *sgs;
6424                 }
6425
6426 next_group:
6427                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
6428                 sds->total_load += sgs->group_load;
6429                 sds->total_capacity += sgs->group_capacity;
6430
6431                 sg = sg->next;
6432         } while (sg != env->sd->groups);
6433
6434         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
6435                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
6436
6437         if (!env->sd->parent) {
6438                 /* update overload indicator if we are at root domain */
6439                 if (env->dst_rq->rd->overload != overload)
6440                         env->dst_rq->rd->overload = overload;
6441         }
6442
6443 }
6444
6445 /**
6446  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
6447  *                      sched doman.
6448  *
6449  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
6450  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
6451  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
6452  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
6453  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
6454  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
6455  *
6456  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
6457  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
6458  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
6459  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
6460  * number.
6461  *
6462  * Return: 1 when packing is required and a task should be moved to
6463  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
6464  *
6465  * @env: The load balancing environment.
6466  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
6467  */
6468 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6469 {
6470         int busiest_cpu;
6471
6472         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
6473                 return 0;
6474
6475         if (!sds->busiest)
6476                 return 0;
6477
6478         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
6479         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
6480                 return 0;
6481
6482         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
6483                 sds->busiest_stat.avg_load * sds->busiest_stat.group_capacity,
6484                 SCHED_CAPACITY_SCALE);
6485
6486         return 1;
6487 }
6488
6489 /**
6490  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
6491  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
6492  *                      load balancing.
6493  * @env: The load balancing environment.
6494  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
6495  */
6496 static inline
6497 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6498 {
6499         unsigned long tmp, capa_now = 0, capa_move = 0;
6500         unsigned int imbn = 2;
6501         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
6502         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
6503
6504         local = &sds->local_stat;
6505         busiest = &sds->busiest_stat;
6506
6507         if (!local->sum_nr_running)
6508                 local->load_per_task = cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
6509         else if (busiest->load_per_task > local->load_per_task)
6510                 imbn = 1;
6511
6512         scaled_busy_load_per_task =
6513                 (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
6514                 busiest->group_capacity;
6515
6516         if (busiest->avg_load + scaled_busy_load_per_task >=
6517             local->avg_load + (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
6518                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
6519                 return;
6520         }
6521
6522         /*
6523          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
6524          * however we may be able to increase total CPU capacity used by
6525          * moving them.
6526          */
6527
6528         capa_now += busiest->group_capacity *
6529                         min(busiest->load_per_task, busiest->avg_load);
6530         capa_now += local->group_capacity *
6531                         min(local->load_per_task, local->avg_load);
6532         capa_now /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
6533
6534         /* Amount of load we'd subtract */
6535         if (busiest->avg_load > scaled_busy_load_per_task) {
6536                 capa_move += busiest->group_capacity *
6537                             min(busiest->load_per_task,
6538                                 busiest->avg_load - scaled_busy_load_per_task);
6539         }
6540
6541         /* Amount of load we'd add */
6542         if (busiest->avg_load * busiest->group_capacity <
6543             busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) {
6544                 tmp = (busiest->avg_load * busiest->group_capacity) /
6545                       local->group_capacity;
6546         } else {
6547                 tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
6548                       local->group_capacity;
6549         }
6550         capa_move += local->group_capacity *
6551                     min(local->load_per_task, local->avg_load + tmp);
6552         capa_move /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
6553
6554         /* Move if we gain throughput */
6555         if (capa_move > capa_now)
6556                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
6557 }
6558
6559 /**
6560  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
6561  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
6562  * @env: load balance environment
6563  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
6564  */
6565 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6566 {
6567         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
6568         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
6569
6570         local = &sds->local_stat;
6571         busiest = &sds->busiest_stat;
6572
6573         if (busiest->group_type == group_imbalanced) {
6574                 /*
6575                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
6576                  * to ensure cpu-load equilibrium, look at wider averages. XXX
6577                  */
6578                 busiest->load_per_task =
6579                         min(busiest->load_per_task, sds->avg_load);
6580         }
6581
6582         /*
6583          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
6584          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
6585          * its cpu_capacity, while calculating max_load..)
6586          */
6587         if (busiest->avg_load <= sds->avg_load ||
6588             local->avg_load >= sds->avg_load) {
6589                 env->imbalance = 0;
6590                 return fix_small_imbalance(env, sds);
6591         }
6592
6593         /*
6594          * If there aren't any idle cpus, avoid creating some.
6595          */
6596         if (busiest->group_type == group_overloaded &&
6597             local->group_type   == group_overloaded) {
6598                 load_above_capacity =
6599                         (busiest->sum_nr_running - busiest->group_capacity_factor);
6600
6601                 load_above_capacity *= (SCHED_LOAD_SCALE * SCHED_CAPACITY_SCALE);
6602                 load_above_capacity /= busiest->group_capacity;
6603         }
6604
6605         /*
6606          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
6607          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
6608          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
6609          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
6610          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
6611          * for the minimum possible imbalance.
6612          */
6613         max_pull = min(busiest->avg_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
6614
6615         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
6616         env->imbalance = min(
6617                 max_pull * busiest->group_capacity,
6618                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_capacity
6619         ) / SCHED_CAPACITY_SCALE;
6620
6621         /*
6622          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
6623          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
6624          * a think about bumping its value to force at least one task to be
6625          * moved
6626          */
6627         if (env->imbalance < busiest->load_per_task)
6628                 return fix_small_imbalance(env, sds);
6629 }
6630
6631 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
6632
6633 /**
6634  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
6635  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
6636  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
6637  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
6638  * such a group exists.
6639  *
6640  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
6641  * to restore balance.
6642  *
6643  * @env: The load balancing environment.
6644  *
6645  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
6646  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
6647  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
6648  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
6649  */
6650 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
6651 {
6652         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
6653         struct sd_lb_stats sds;
6654
6655         init_sd_lb_stats(&sds);
6656
6657         /*
6658          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
6659          * this level.
6660          */
6661         update_sd_lb_stats(env, &sds);
6662         local = &sds.local_stat;
6663         busiest = &sds.busiest_stat;
6664
6665         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
6666             check_asym_packing(env, &sds))
6667                 return sds.busiest;
6668
6669         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
6670         if (!sds.busiest || busiest->sum_nr_running == 0)
6671                 goto out_balanced;
6672
6673         sds.avg_load = (SCHED_CAPACITY_SCALE * sds.total_load)
6674                                                 / sds.total_capacity;
6675
6676         /*
6677          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
6678          * work because they assume all things are equal, which typically
6679          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
6680          */
6681         if (busiest->group_type == group_imbalanced)
6682                 goto force_balance;
6683
6684         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
6685         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && local->group_has_free_capacity &&
6686             !busiest->group_has_free_capacity)
6687                 goto force_balance;
6688
6689         /*
6690          * If the local group is busier than the selected busiest group
6691          * don't try and pull any tasks.
6692          */
6693         if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
6694                 goto out_balanced;
6695
6696         /*
6697          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
6698          * average load.
6699          */
6700         if (local->avg_load >= sds.avg_load)
6701                 goto out_balanced;
6702
6703         if (env->idle == CPU_IDLE) {
6704                 /*
6705                  * This cpu is idle. If the busiest group is not overloaded
6706                  * and there is no imbalance between this and busiest group
6707                  * wrt idle cpus, it is balanced. The imbalance becomes
6708                  * significant if the diff is greater than 1 otherwise we
6709                  * might end up to just move the imbalance on another group
6710                  */
6711                 if ((busiest->group_type != group_overloaded) &&
6712                                 (local->idle_cpus <= (busiest->idle_cpus + 1)))
6713                         goto out_balanced;
6714         } else {
6715                 /*
6716                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
6717                  * imbalance_pct to be conservative.
6718                  */
6719                 if (100 * busiest->avg_load <=
6720                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
6721                         goto out_balanced;
6722         }
6723
6724 force_balance:
6725         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
6726         calculate_imbalance(env, &sds);
6727         return sds.busiest;
6728
6729 out_balanced:
6730         env->imbalance = 0;
6731         return NULL;
6732 }
6733
6734 /*
6735  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
6736  */
6737 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
6738                                      struct sched_group *group)
6739 {
6740         struct rq *busiest = NULL, *rq;
6741         unsigned long busiest_load = 0, busiest_capacity = 1;
6742         int i;
6743
6744         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
6745                 unsigned long capacity, capacity_factor, wl;
6746                 enum fbq_type rt;
6747
6748                 rq = cpu_rq(i);
6749                 rt = fbq_classify_rq(rq);
6750
6751                 /*
6752                  * We classify groups/runqueues into three groups:
6753                  *  - regular: there are !numa tasks
6754                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
6755                  *  - all:     there is no distinction
6756                  *
6757                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
6758                  * ignore those when there's better options.
6759                  *
6760                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
6761                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
6762                  * queue by moving tasks around inside the node.
6763                  *
6764                  * If we cannot move enough load due to this classification
6765                  * the next pass will adjust the group classification and
6766                  * allow migration of more tasks.
6767                  *
6768                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
6769                  */
6770                 if (rt > env->fbq_type)
6771                         continue;
6772
6773                 capacity = capacity_of(i);
6774                 capacity_factor = DIV_ROUND_CLOSEST(capacity, SCHED_CAPACITY_SCALE);
6775                 if (!capacity_factor)
6776                         capacity_factor = fix_small_capacity(env->sd, group);
6777
6778                 wl = weighted_cpuload(i);
6779
6780                 /*
6781                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
6782                  * which is not scaled with the cpu capacity.
6783                  */
6784                 if (capacity_factor && rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance)
6785                         continue;
6786
6787                 /*
6788                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
6789                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu capacity, so
6790                  * that the load can be moved away from the cpu that is
6791                  * potentially running at a lower capacity.
6792                  *
6793                  * Thus we're looking for max(wl_i / capacity_i), crosswise
6794                  * multiplication to rid ourselves of the division works out
6795                  * to: wl_i * capacity_j > wl_j * capacity_i;  where j is
6796                  * our previous maximum.
6797                  */
6798                 if (wl * busiest_capacity > busiest_load * capacity) {
6799                         busiest_load = wl;
6800                         busiest_capacity = capacity;
6801                         busiest = rq;
6802                 }
6803         }
6804
6805         return busiest;
6806 }
6807
6808 /*
6809  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
6810  * so long as it is large enough.
6811  */
6812 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
6813
6814 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
6815 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
6816
6817 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
6818 {
6819         struct sched_domain *sd = env->sd;
6820
6821         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
6822
6823                 /*
6824                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
6825                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
6826                  * lowest numbered CPUs.
6827                  */
6828                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
6829                         return 1;
6830         }
6831
6832         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
6833 }
6834
6835 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
6836
6837 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
6838 {
6839         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
6840         struct cpumask *sg_cpus, *sg_mask;
6841         int cpu, balance_cpu = -1;
6842
6843         /*
6844          * In the newly idle case, we will allow all the cpu's
6845          * to do the newly idle load balance.
6846          */
6847         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6848                 return 1;
6849
6850         sg_cpus = sched_group_cpus(sg);
6851         sg_mask = sched_group_mask(sg);
6852         /* Try to find first idle cpu */
6853         for_each_cpu_and(cpu, sg_cpus, env->cpus) {
6854                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, sg_mask) || !idle_cpu(cpu))
6855                         continue;
6856
6857                 balance_cpu = cpu;
6858                 break;
6859         }
6860
6861         if (balance_cpu == -1)
6862                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
6863
6864         /*
6865          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
6866          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
6867          */
6868         return balance_cpu == env->dst_cpu;
6869 }
6870
6871 /*
6872  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
6873  * tasks if there is an imbalance.
6874  */
6875 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
6876                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
6877                         int *continue_balancing)
6878 {
6879         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
6880         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
6881         struct sched_group *group;
6882         struct rq *busiest;
6883         unsigned long flags;
6884         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(load_balance_mask);
6885
6886         struct lb_env env = {
6887                 .sd             = sd,
6888                 .dst_cpu        = this_cpu,
6889                 .dst_rq         = this_rq,
6890                 .dst_grpmask    = sched_group_cpus(sd->groups),
6891                 .idle           = idle,
6892                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
6893                 .cpus           = cpus,
6894                 .fbq_type       = all,
6895                 .tasks          = LIST_HEAD_INIT(env.tasks),
6896         };
6897
6898         /*
6899          * For NEWLY_IDLE load_balancing, we don't need to consider
6900          * other cpus in our group
6901          */
6902         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6903                 env.dst_grpmask = NULL;
6904
6905         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
6906
6907         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
6908
6909 redo:
6910         if (!should_we_balance(&env)) {
6911                 *continue_balancing = 0;
6912                 goto out_balanced;
6913         }
6914
6915         group = find_busiest_group(&env);
6916         if (!group) {
6917                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
6918                 goto out_balanced;
6919         }
6920
6921         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
6922         if (!busiest) {
6923                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
6924                 goto out_balanced;
6925         }
6926
6927         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
6928
6929         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
6930
6931         ld_moved = 0;
6932         if (busiest->nr_running > 1) {
6933                 /*
6934                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
6935                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
6936                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
6937                  * correctly treated as an imbalance.
6938                  */
6939                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
6940                 env.src_cpu   = busiest->cpu;
6941                 env.src_rq    = busiest;
6942                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
6943
6944 more_balance:
6945                 raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
6946
6947                 /*
6948                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
6949                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
6950                  */
6951                 cur_ld_moved = detach_tasks(&env);
6952
6953                 /*
6954                  * We've detached some tasks from busiest_rq. Every
6955                  * task is masked "TASK_ON_RQ_MIGRATING", so we can safely
6956                  * unlock busiest->lock, and we are able to be sure
6957                  * that nobody can manipulate the tasks in parallel.
6958                  * See task_rq_lock() family for the details.
6959                  */
6960
6961                 raw_spin_unlock(&busiest->lock);
6962
6963                 if (cur_ld_moved) {
6964                         attach_tasks(&env);
6965                         ld_moved += cur_ld_moved;
6966                 }
6967
6968                 local_irq_restore(flags);
6969
6970                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
6971                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
6972                         goto more_balance;
6973                 }
6974
6975                 /*
6976                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
6977                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
6978                  * where they can run. The upper limit on how many times we
6979                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
6980                  * sched_group.
6981                  *
6982                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
6983                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
6984                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
6985                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
6986                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
6987                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
6988                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
6989                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
6990                  * This however should not happen so much in practice and
6991                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
6992                  * excess load moved.
6993                  */
6994                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
6995
6996                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
6997                         cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
6998
6999                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
7000                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
7001                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
7002                         env.loop         = 0;
7003                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
7004
7005                         /*
7006                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
7007                          * need to continue with same src_cpu.
7008                          */
7009                         goto more_balance;
7010                 }
7011
7012                 /*
7013                  * We failed to reach balance because of affinity.
7014                  */
7015                 if (sd_parent) {
7016                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
7017
7018                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0)
7019                                 *group_imbalance = 1;
7020                 }
7021
7022                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
7023                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
7024                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
7025                         if (!cpumask_empty(cpus)) {
7026                                 env.loop = 0;
7027                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
7028                                 goto redo;
7029                         }
7030                         goto out_all_pinned;
7031                 }
7032         }
7033
7034         if (!ld_moved) {
7035                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
7036                 /*
7037                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
7038                  * We do not want newidle balance, which can be very
7039                  * frequent, pollute the failure counter causing
7040                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
7041                  */
7042                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
7043                         sd->nr_balance_failed++;
7044
7045                 if (need_active_balance(&env)) {
7046                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
7047
7048                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
7049                          * if the curr task on busiest cpu can't be
7050                          * moved to this_cpu
7051                          */
7052                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
7053                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
7054                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
7055                                                             flags);
7056                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
7057                                 goto out_one_pinned;
7058                         }
7059
7060                         /*
7061                          * ->active_balance synchronizes accesses to
7062                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
7063                          * only after active load balance is finished.
7064                          */
7065                         if (!busiest->active_balance) {
7066                                 busiest->active_balance = 1;
7067                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
7068                                 active_balance = 1;
7069                         }
7070                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
7071
7072                         if (active_balance) {
7073                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
7074                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
7075                                         &busiest->active_balance_work);
7076                         }
7077
7078                         /*
7079                          * We've kicked active balancing, reset the failure
7080                          * counter.
7081                          */
7082                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
7083                 }
7084         } else
7085                 sd->nr_balance_failed = 0;
7086
7087         if (likely(!active_balance)) {
7088                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
7089                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
7090         } else {
7091                 /*
7092                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
7093                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
7094                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
7095                  * detach_tasks).
7096                  */
7097                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
7098                         sd->balance_interval *= 2;
7099         }
7100
7101         goto out;
7102
7103 out_balanced:
7104         /*
7105          * We reach balance although we may have faced some affinity
7106          * constraints. Clear the imbalance flag if it was set.
7107          */
7108         if (sd_parent) {
7109                 int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
7110
7111                 if (*group_imbalance)
7112                         *group_imbalance = 0;
7113         }
7114
7115 out_all_pinned:
7116         /*
7117          * We reach balance because all tasks are pinned at this level so
7118          * we can't migrate them. Let the imbalance flag set so parent level
7119          * can try to migrate them.
7120          */
7121         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
7122
7123         sd->nr_balance_failed = 0;
7124
7125 out_one_pinned:
7126         /* tune up the balancing interval */
7127         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
7128                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
7129                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
7130                 sd->balance_interval *= 2;
7131
7132         ld_moved = 0;
7133 out:
7134         return ld_moved;
7135 }
7136
7137 static inline unsigned long
7138 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
7139 {
7140         unsigned long interval = sd->balance_interval;
7141
7142         if (cpu_busy)
7143                 interval *= sd->busy_factor;
7144
7145         /* scale ms to jiffies */
7146         interval = msecs_to_jiffies(interval);
7147         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
7148
7149         return interval;
7150 }
7151
7152 static inline void
7153 update_next_balance(struct sched_domain *sd, int cpu_busy, unsigned long *next_balance)
7154 {
7155         unsigned long interval, next;
7156
7157         interval = get_sd_balance_interval(sd, cpu_busy);
7158         next = sd->last_balance + interval;
7159
7160         if (time_after(*next_balance, next))
7161                 *next_balance = next;
7162 }
7163
7164 /*
7165  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
7166  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
7167  */
7168 static int idle_balance(struct rq *this_rq)
7169 {
7170         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
7171         int this_cpu = this_rq->cpu;
7172         struct sched_domain *sd;
7173         int pulled_task = 0;
7174         u64 curr_cost = 0;
7175
7176         idle_enter_fair(this_rq);
7177
7178         /*
7179          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
7180          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
7181          */
7182         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
7183
7184         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost ||
7185             !this_rq->rd->overload) {
7186                 rcu_read_lock();
7187                 sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
7188                 if (sd)
7189                         update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
7190                 rcu_read_unlock();
7191
7192                 goto out;
7193         }
7194
7195         /*
7196          * Drop the rq->lock, but keep IRQ/preempt disabled.
7197          */
7198         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
7199
7200         update_blocked_averages(this_cpu);
7201         rcu_read_lock();
7202         for_each_domain(this_cpu, sd) {
7203                 int continue_balancing = 1;
7204                 u64 t0, domain_cost;
7205
7206                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
7207                         continue;
7208
7209                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost) {
7210                         update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
7211                         break;
7212                 }
7213
7214                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
7215                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
7216
7217                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
7218                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
7219                                                    &continue_balancing);
7220
7221                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
7222                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
7223                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
7224
7225                         curr_cost += domain_cost;
7226                 }
7227
7228                 update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
7229
7230                 /*
7231                  * Stop searching for tasks to pull if there are
7232                  * now runnable tasks on this rq.
7233                  */
7234                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0)
7235                         break;
7236         }
7237         rcu_read_unlock();
7238
7239         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
7240
7241         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
7242                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
7243
7244         /*
7245          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
7246          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
7247          * pretend we pulled a task.
7248          */
7249         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
7250                 pulled_task = 1;
7251
7252 out:
7253         /* Move the next balance forward */
7254         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
7255                 this_rq->next_balance = next_balance;
7256
7257         /* Is there a task of a high priority class? */
7258         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
7259                 pulled_task = -1;
7260
7261         if (pulled_task) {
7262                 idle_exit_fair(this_rq);
7263                 this_rq->idle_stamp = 0;
7264         }
7265
7266         return pulled_task;
7267 }
7268
7269 /*
7270  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
7271  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
7272  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
7273  * avoids physical / logical imbalances.
7274  */
7275 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
7276 {
7277         struct rq *busiest_rq = data;
7278         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
7279         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
7280         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
7281         struct sched_domain *sd;
7282         struct task_struct *p = NULL;
7283
7284         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
7285
7286         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
7287         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
7288                      !busiest_rq->active_balance))
7289                 goto out_unlock;
7290
7291         /* Is there any task to move? */
7292         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
7293                 goto out_unlock;
7294
7295         /*
7296          * This condition is "impossible", if it occurs
7297          * we need to fix it. Originally reported by
7298          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
7299          */
7300         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
7301
7302         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
7303         rcu_read_lock();
7304         for_each_domain(target_cpu, sd) {
7305                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
7306                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
7307                                 break;
7308         }
7309
7310         if (likely(sd)) {
7311                 struct lb_env env = {
7312                         .sd             = sd,
7313                         .dst_cpu        = target_cpu,
7314                         .dst_rq         = target_rq,
7315                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
7316                         .src_rq         = busiest_rq,
7317                         .idle           = CPU_IDLE,
7318                 };
7319
7320                 schedstat_inc(sd, alb_count);
7321
7322                 p = detach_one_task(&env);
7323                 if (p)
7324                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
7325                 else
7326                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
7327         }
7328         rcu_read_unlock();
7329 out_unlock:
7330         busiest_rq->active_balance = 0;
7331         raw_spin_unlock(&busiest_rq->lock);
7332
7333         if (p)
7334                 attach_one_task(target_rq, p);
7335
7336         local_irq_enable();
7337
7338         return 0;
7339 }
7340
7341 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
7342 {
7343         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
7344 }
7345
7346 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7347 /*
7348  * idle load balancing details
7349  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
7350  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
7351  *   load balancing for all the idle CPUs.
7352  */
7353 static struct {
7354         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
7355         atomic_t nr_cpus;
7356         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
7357 } nohz ____cacheline_aligned;
7358
7359 static inline int find_new_ilb(void)
7360 {
7361         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
7362
7363         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
7364                 return ilb;
7365
7366         return nr_cpu_ids;
7367 }
7368
7369 /*
7370  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
7371  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
7372  * CPU (if there is one).
7373  */
7374 static void nohz_balancer_kick(void)
7375 {
7376         int ilb_cpu;
7377
7378         nohz.next_balance++;
7379
7380         ilb_cpu = find_new_ilb();
7381
7382         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
7383                 return;
7384
7385         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
7386                 return;
7387         /*
7388          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
7389          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
7390          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
7391          * will be run before returning from the IPI.
7392          */
7393         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
7394         return;
7395 }
7396
7397 static inline void nohz_balance_exit_idle(int cpu)
7398 {
7399         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
7400                 /*
7401                  * Completely isolated CPUs don't ever set, so we must test.
7402                  */
7403                 if (likely(cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))) {
7404                         cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
7405                         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
7406                 }
7407                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
7408         }
7409 }
7410
7411 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
7412 {
7413         struct sched_domain *sd;
7414         int cpu = smp_processor_id();
7415
7416         rcu_read_lock();
7417         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
7418
7419         if (!sd || !sd->nohz_idle)
7420                 goto unlock;
7421         sd->nohz_idle = 0;
7422
7423         atomic_inc(&sd->groups->sgc->nr_busy_cpus);
7424 unlock:
7425         rcu_read_unlock();
7426 }
7427
7428 void set_cpu_sd_state_idle(void)
7429 {
7430         struct sched_domain *sd;
7431         int cpu = smp_processor_id();
7432
7433         rcu_read_lock();
7434         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
7435
7436         if (!sd || sd->nohz_idle)
7437                 goto unlock;
7438         sd->nohz_idle = 1;
7439
7440         atomic_dec(&sd->groups->sgc->nr_busy_cpus);
7441 unlock:
7442         rcu_read_unlock();
7443 }
7444
7445 /*
7446  * This routine will record that the cpu is going idle with tick stopped.
7447  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
7448  */
7449 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
7450 {
7451         /*
7452          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
7453          */
7454         if (!cpu_active(cpu))
7455                 return;
7456
7457         if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
7458                 return;
7459
7460         /*
7461          * If we're a completely isolated CPU, we don't play.
7462          */
7463         if (on_null_domain(cpu_rq(cpu)))
7464                 return;
7465
7466         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
7467         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
7468         set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
7469 }
7470
7471 static int sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
7472                                         unsigned long action, void *hcpu)
7473 {
7474         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
7475         case CPU_DYING:
7476                 nohz_balance_exit_idle(smp_processor_id());
7477                 return NOTIFY_OK;
7478         default:
7479                 return NOTIFY_DONE;
7480         }
7481 }
7482 #endif
7483
7484 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
7485
7486 /*
7487  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
7488  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
7489  */
7490 void update_max_interval(void)
7491 {
7492         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
7493 }
7494
7495 /*
7496  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
7497  * and initiates a balancing operation if so.
7498  *
7499  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
7500  */
7501 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
7502 {
7503         int continue_balancing = 1;
7504         int cpu = rq->cpu;
7505         unsigned long interval;
7506         struct sched_domain *sd;
7507         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
7508         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
7509         int update_next_balance = 0;
7510         int need_serialize, need_decay = 0;
7511         u64 max_cost = 0;
7512
7513         update_blocked_averages(cpu);
7514
7515         rcu_read_lock();
7516         for_each_domain(cpu, sd) {
7517                 /*
7518                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
7519                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
7520                  */
7521                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
7522                         sd->max_newidle_lb_cost =
7523                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
7524                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
7525                         need_decay = 1;
7526                 }
7527                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
7528
7529                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
7530                         continue;
7531
7532                 /*
7533                  * Stop the load balance at this level. There is another
7534                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
7535                  * actively.
7536                  */
7537                 if (!continue_balancing) {
7538                         if (need_decay)
7539                                 continue;
7540                         break;
7541                 }
7542
7543                 interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
7544
7545                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
7546                 if (need_serialize) {
7547                         if (!spin_trylock(&balancing))
7548                                 goto out;
7549                 }
7550
7551                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
7552                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
7553                                 /*
7554                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
7555                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
7556                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
7557                                  */
7558                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
7559                         }
7560                         sd->last_balance = jiffies;
7561                         interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
7562                 }
7563                 if (need_serialize)
7564                         spin_unlock(&balancing);
7565 out:
7566                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
7567                         next_balance = sd->last_balance + interval;
7568                         update_next_balance = 1;
7569                 }
7570         }
7571         if (need_decay) {
7572                 /*
7573                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
7574                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
7575                  */
7576                 rq->max_idle_balance_cost =
7577                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
7578         }
7579         rcu_read_unlock();
7580
7581         /*
7582          * next_balance will be updated only when there is a need.
7583          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
7584          * updated.
7585          */
7586         if (likely(update_next_balance))
7587                 rq->next_balance = next_balance;
7588 }
7589
7590 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7591 /*
7592  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
7593  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
7594  */
7595 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
7596 {
7597         int this_cpu = this_rq->cpu;
7598         struct rq *rq;
7599         int balance_cpu;
7600
7601         if (idle != CPU_IDLE ||
7602             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
7603                 goto end;
7604
7605         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
7606                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
7607                         continue;
7608
7609                 /*
7610                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
7611                  * work being done for other cpus. Next load
7612                  * balancing owner will pick it up.
7613                  */
7614                 if (need_resched())
7615                         break;
7616
7617                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
7618
7619                 /*
7620                  * If time for next balance is due,
7621                  * do the balance.
7622                  */
7623                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
7624                         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
7625                         update_rq_clock(rq);
7626                         update_idle_cpu_load(rq);
7627                         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
7628                         rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
7629                 }
7630
7631                 if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
7632                         this_rq->next_balance = rq->next_balance;
7633         }
7634         nohz.next_balance = this_rq->next_balance;
7635 end:
7636         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
7637 }
7638
7639 /*
7640  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
7641  * of an idle cpu is the system.
7642  *   - This rq has more than one task.
7643  *   - At any scheduler domain level, this cpu's scheduler group has multiple
7644  *     busy cpu's exceeding the group's capacity.
7645  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
7646  *     domain span are idle.
7647  */
7648 static inline int nohz_kick_needed(struct rq *rq)
7649 {
7650         unsigned long now = jiffies;
7651         struct sched_domain *sd;
7652         struct sched_group_capacity *sgc;
7653         int nr_busy, cpu = rq->cpu;
7654
7655         if (unlikely(rq->idle_balance))
7656                 return 0;
7657
7658        /*
7659         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
7660         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
7661         */
7662         set_cpu_sd_state_busy();
7663         nohz_balance_exit_idle(cpu);
7664
7665         /*
7666          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
7667          * balancing.
7668          */
7669         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
7670                 return 0;
7671
7672         if (time_before(now, nohz.next_balance))
7673                 return 0;
7674
7675         if (rq->nr_running >= 2)
7676                 goto need_kick;
7677
7678         rcu_read_lock();
7679         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
7680
7681         if (sd) {
7682                 sgc = sd->groups->sgc;
7683                 nr_busy = atomic_read(&sgc->nr_busy_cpus);
7684
7685                 if (nr_busy > 1)
7686                         goto need_kick_unlock;
7687         }
7688
7689         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym, cpu));
7690
7691         if (sd && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
7692                                   sched_domain_span(sd)) < cpu))
7693                 goto need_kick_unlock;
7694
7695         rcu_read_unlock();
7696         return 0;
7697
7698 need_kick_unlock:
7699         rcu_read_unlock();
7700 need_kick:
7701         return 1;
7702 }
7703 #else
7704 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle) { }
7705 #endif
7706
7707 /*
7708  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
7709  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
7710  */
7711 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
7712 {
7713         struct rq *this_rq = this_rq();
7714         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
7715                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
7716
7717         rebalance_domains(this_rq, idle);
7718
7719         /*
7720          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
7721          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
7722          * stopped.
7723          */
7724         nohz_idle_balance(this_rq, idle);
7725 }
7726
7727 /*
7728  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
7729  */
7730 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
7731 {
7732         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
7733         if (unlikely(on_null_domain(rq)))
7734                 return;
7735
7736         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
7737                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
7738 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7739         if (nohz_kick_needed(rq))
7740                 nohz_balancer_kick();
7741 #endif
7742 }
7743
7744 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
7745 {
7746         update_sysctl();
7747
7748         update_runtime_enabled(rq);
7749 }
7750
7751 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
7752 {
7753         update_sysctl();
7754
7755         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
7756         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
7757 }
7758
7759 #endif /* CONFIG_SMP */
7760
7761 /*
7762  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
7763  */
7764 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
7765 {
7766         struct cfs_rq *cfs_rq;
7767         struct sched_entity *se = &curr->se;
7768
7769         for_each_sched_entity(se) {
7770                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7771                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
7772         }
7773
7774         if (numabalancing_enabled)
7775                 task_tick_numa(rq, curr);
7776
7777         update_rq_runnable_avg(rq, 1);
7778 }
7779
7780 /*
7781  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
7782  *  - child not yet on the tasklist
7783  *  - preemption disabled
7784  */
7785 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
7786 {
7787         struct cfs_rq *cfs_rq;
7788         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
7789         int this_cpu = smp_processor_id();
7790         struct rq *rq = this_rq();
7791         unsigned long flags;
7792
7793         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7794
7795         update_rq_clock(rq);
7796
7797         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
7798         curr = cfs_rq->curr;
7799
7800         /*
7801          * Not only the cpu but also the task_group of the parent might have
7802          * been changed after parent->se.parent,cfs_rq were copied to
7803          * child->se.parent,cfs_rq. So call __set_task_cpu() to make those
7804          * of child point to valid ones.
7805          */
7806         rcu_read_lock();
7807         __set_task_cpu(p, this_cpu);
7808         rcu_read_unlock();
7809
7810         update_curr(cfs_rq);
7811
7812         if (curr)
7813                 se->vruntime = curr->vruntime;
7814         place_entity(cfs_rq, se, 1);
7815
7816         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
7817                 /*
7818                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
7819                  * 'current' within the tree based on its new key value.
7820                  */
7821                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
7822                 resched_curr(rq);
7823         }
7824
7825         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
7826
7827         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7828 }
7829
7830 /*
7831  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
7832  * the current task.
7833  */
7834 static void
7835 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
7836 {
7837         if (!task_on_rq_queued(p))
7838                 return;
7839
7840         /*
7841          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
7842          * our priority decreased, or if we are not currently running on
7843          * this runqueue and our priority is higher than the current's
7844          */
7845         if (rq->curr == p) {
7846                 if (p->prio > oldprio)
7847                         resched_curr(rq);
7848         } else
7849                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
7850 }
7851
7852 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7853 {
7854         struct sched_entity *se = &p->se;
7855         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7856
7857         /*
7858          * Ensure the task's vruntime is normalized, so that when it's
7859          * switched back to the fair class the enqueue_entity(.flags=0) will
7860          * do the right thing.
7861          *
7862          * If it's queued, then the dequeue_entity(.flags=0) will already
7863          * have normalized the vruntime, if it's !queued, then only when
7864          * the task is sleeping will it still have non-normalized vruntime.
7865          */
7866         if (!task_on_rq_queued(p) && p->state != TASK_RUNNING) {
7867                 /*
7868                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
7869                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
7870                  */
7871                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
7872                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
7873         }
7874
7875 #ifdef CONFIG_SMP
7876         /*
7877         * Remove our load from contribution when we leave sched_fair
7878         * and ensure we don't carry in an old decay_count if we
7879         * switch back.
7880         */
7881         if (se->avg.decay_count) {
7882                 __synchronize_entity_decay(se);
7883                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
7884         }
7885 #endif
7886 }
7887
7888 /*
7889  * We switched to the sched_fair class.
7890  */
7891 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7892 {
7893 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7894         struct sched_entity *se = &p->se;
7895         /*
7896          * Since the real-depth could have been changed (only FAIR
7897          * class maintain depth value), reset depth properly.
7898          */
7899         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
7900 #endif
7901         if (!task_on_rq_queued(p))
7902                 return;
7903
7904         /*
7905          * We were most likely switched from sched_rt, so
7906          * kick off the schedule if running, otherwise just see
7907          * if we can still preempt the current task.
7908          */
7909         if (rq->curr == p)
7910                 resched_curr(rq);
7911         else
7912                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
7913 }
7914
7915 /* Account for a task changing its policy or group.
7916  *
7917  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
7918  * migrates between groups/classes.
7919  */
7920 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
7921 {
7922         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
7923
7924         for_each_sched_entity(se) {
7925                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7926
7927                 set_next_entity(cfs_rq, se);
7928                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
7929                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
7930         }
7931 }
7932
7933 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
7934 {
7935         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
7936         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
7937 #ifndef CONFIG_64BIT
7938         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
7939 #endif
7940 #ifdef CONFIG_SMP
7941         atomic64_set(&cfs_rq->decay_counter, 1);
7942         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_load, 0);
7943 #endif
7944 }
7945
7946 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7947 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p, int queued)
7948 {
7949         struct sched_entity *se = &p->se;
7950         struct cfs_rq *cfs_rq;
7951
7952         /*
7953          * If the task was not on the rq at the time of this cgroup movement
7954          * it must have been asleep, sleeping tasks keep their ->vruntime
7955          * absolute on their old rq until wakeup (needed for the fair sleeper
7956          * bonus in place_entity()).
7957          *
7958          * If it was on the rq, we've just 'preempted' it, which does convert
7959          * ->vruntime to a relative base.
7960          *
7961          * Make sure both cases convert their relative position when migrating
7962          * to another cgroup's rq. This does somewhat interfere with the
7963          * fair sleeper stuff for the first placement, but who cares.
7964          */
7965         /*
7966          * When !queued, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
7967          * But there are some cases where it has already been normalized:
7968          *
7969          * - Moving a forked child which is waiting for being woken up by
7970          *   wake_up_new_task().
7971          * - Moving a task which has been woken up by try_to_wake_up() and
7972          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
7973          *
7974          * To prevent boost or penalty in the new cfs_rq caused by delta
7975          * min_vruntime between the two cfs_rqs, we skip vruntime adjustment.
7976          */
7977         if (!queued && (!se->sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING))
7978                 queued = 1;
7979
7980         if (!queued)
7981                 se->vruntime -= cfs_rq_of(se)->min_vruntime;
7982         set_task_rq(p, task_cpu(p));
7983         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
7984         if (!queued) {
7985                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7986                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
7987 #ifdef CONFIG_SMP
7988                 /*
7989                  * migrate_task_rq_fair() will have removed our previous
7990                  * contribution, but we must synchronize for ongoing future
7991                  * decay.
7992                  */
7993                 se->avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
7994                 cfs_rq->blocked_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
7995 #endif
7996         }
7997 }
7998
7999 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
8000 {
8001         int i;
8002
8003         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
8004
8005         for_each_possible_cpu(i) {
8006                 if (tg->cfs_rq)
8007                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
8008                 if (tg->se)
8009                         kfree(tg->se[i]);
8010         }
8011
8012         kfree(tg->cfs_rq);
8013         kfree(tg->se);
8014 }
8015
8016 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
8017 {
8018         struct cfs_rq *cfs_rq;
8019         struct sched_entity *se;
8020         int i;
8021
8022         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
8023         if (!tg->cfs_rq)
8024                 goto err;
8025         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
8026         if (!tg->se)
8027                 goto err;
8028
8029         tg->shares = NICE_0_LOAD;
8030
8031         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
8032
8033         for_each_possible_cpu(i) {
8034                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
8035                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
8036                 if (!cfs_rq)
8037                         goto err;
8038
8039                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
8040                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
8041                 if (!se)
8042                         goto err_free_rq;
8043
8044                 init_cfs_rq(cfs_rq);
8045                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
8046         }
8047
8048         return 1;
8049
8050 err_free_rq:
8051         kfree(cfs_rq);
8052 err:
8053         return 0;
8054 }
8055
8056 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
8057 {
8058         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8059         unsigned long flags;
8060
8061         /*
8062         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
8063         * check on_list without danger of it being re-added.
8064         */
8065         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
8066                 return;
8067
8068         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
8069         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
8070         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
8071 }
8072
8073 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
8074                         struct sched_entity *se, int cpu,
8075                         struct sched_entity *parent)
8076 {
8077         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8078
8079         cfs_rq->tg = tg;
8080         cfs_rq->rq = rq;
8081         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
8082
8083         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
8084         tg->se[cpu] = se;
8085
8086         /* se could be NULL for root_task_group */
8087         if (!se)
8088                 return;
8089
8090         if (!parent) {
8091                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
8092                 se->depth = 0;
8093         } else {
8094                 se->cfs_rq = parent->my_q;
8095                 se->depth = parent->depth + 1;
8096         }
8097
8098         se->my_q = cfs_rq;
8099         /* guarantee group entities always have weight */
8100         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
8101         se->parent = parent;
8102 }
8103
8104 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
8105
8106 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
8107 {
8108         int i;
8109         unsigned long flags;
8110
8111         /*
8112          * We can't change the weight of the root cgroup.
8113          */
8114         if (!tg->se[0])
8115                 return -EINVAL;
8116
8117         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
8118
8119         mutex_lock(&shares_mutex);
8120         if (tg->shares == shares)
8121                 goto done;
8122
8123         tg->shares = shares;
8124         for_each_possible_cpu(i) {
8125                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
8126                 struct sched_entity *se;
8127
8128                 se = tg->se[i];
8129                 /* Propagate contribution to hierarchy */
8130                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
8131
8132                 /* Possible calls to update_curr() need rq clock */
8133                 update_rq_clock(rq);
8134                 for_each_sched_entity(se)
8135                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
8136                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
8137         }
8138
8139 done:
8140         mutex_unlock(&shares_mutex);
8141         return 0;
8142 }
8143 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8144
8145 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
8146
8147 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
8148 {
8149         return 1;
8150 }
8151
8152 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
8153
8154 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8155
8156
8157 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
8158 {
8159         struct sched_entity *se = &task->se;
8160         unsigned int rr_interval = 0;
8161
8162         /*
8163          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
8164          * idle runqueue:
8165          */
8166         if (rq->cfs.load.weight)
8167                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
8168
8169         return rr_interval;
8170 }
8171
8172 /*
8173  * All the scheduling class methods:
8174  */
8175 const struct sched_class fair_sched_class = {
8176         .next                   = &idle_sched_class,
8177         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
8178         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
8179         .yield_task             = yield_task_fair,
8180         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
8181
8182         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
8183
8184         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
8185         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
8186
8187 #ifdef CONFIG_SMP
8188         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
8189         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
8190
8191         .rq_online              = rq_online_fair,
8192         .rq_offline             = rq_offline_fair,
8193
8194         .task_waking            = task_waking_fair,
8195 #endif
8196
8197         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
8198         .task_tick              = task_tick_fair,
8199         .task_fork              = task_fork_fair,
8200
8201         .prio_changed           = prio_changed_fair,
8202         .switched_from          = switched_from_fair,
8203         .switched_to            = switched_to_fair,
8204
8205         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
8206
8207         .update_curr            = update_curr_fair,
8208
8209 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8210         .task_move_group        = task_move_group_fair,
8211 #endif
8212 };
8213
8214 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
8215 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
8216 {
8217         struct cfs_rq *cfs_rq;
8218
8219         rcu_read_lock();
8220         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
8221                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
8222         rcu_read_unlock();
8223 }
8224 #endif
8225
8226 __init void init_sched_fair_class(void)
8227 {
8228 #ifdef CONFIG_SMP
8229         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
8230
8231 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8232         nohz.next_balance = jiffies;
8233         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
8234         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
8235 #endif
8236 #endif /* SMP */
8237
8238 }