sched: Forced task migration on heterogeneous systems
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / kernel / sched / fair.c
1 /*
2  * Completely Fair Scheduling (CFS) Class (SCHED_NORMAL/SCHED_BATCH)
3  *
4  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
5  *
6  *  Interactivity improvements by Mike Galbraith
7  *  (C) 2007 Mike Galbraith <efault@gmx.de>
8  *
9  *  Various enhancements by Dmitry Adamushko.
10  *  (C) 2007 Dmitry Adamushko <dmitry.adamushko@gmail.com>
11  *
12  *  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
13  *  Copyright IBM Corporation, 2007
14  *  Author: Srivatsa Vaddagiri <vatsa@linux.vnet.ibm.com>
15  *
16  *  Scaled math optimizations by Thomas Gleixner
17  *  Copyright (C) 2007, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
18  *
19  *  Adaptive scheduling granularity, math enhancements by Peter Zijlstra
20  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra <pzijlstr@redhat.com>
21  */
22
23 #include <linux/latencytop.h>
24 #include <linux/sched.h>
25 #include <linux/cpumask.h>
26 #include <linux/slab.h>
27 #include <linux/profile.h>
28 #include <linux/interrupt.h>
29 #include <linux/mempolicy.h>
30 #include <linux/migrate.h>
31 #include <linux/task_work.h>
32
33 #include <trace/events/sched.h>
34
35 #include "sched.h"
36
37 /*
38  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
39  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
40  *
41  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
42  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
43  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
44  * based scheduling concepts.
45  *
46  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
47  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
48  */
49 unsigned int sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
50 unsigned int normalized_sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
51
52 /*
53  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
54  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
55  *
56  * Options are:
57  * SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
58  * SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
59  * SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
60  */
61 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling
62         = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
63
64 /*
65  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
66  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
67  */
68 unsigned int sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
69 unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
70
71 /*
72  * is kept at sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity
73  */
74 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
75
76 /*
77  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
78  * parent will (try to) run first.
79  */
80 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
81
82 /*
83  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
84  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
85  *
86  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
87  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
88  * have immediate wakeup/sleep latencies.
89  */
90 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
91 unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
92
93 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost = 500000UL;
94
95 /*
96  * The exponential sliding  window over which load is averaged for shares
97  * distribution.
98  * (default: 10msec)
99  */
100 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_shares_window = 10000000UL;
101
102 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
103 /*
104  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
105  * each time a cfs_rq requests quota.
106  *
107  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
108  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
109  * we will always only issue the remaining available time.
110  *
111  * default: 5 msec, units: microseconds
112   */
113 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice = 5000UL;
114 #endif
115
116 /*
117  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
118  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
119  * to users decreases. But the relationship is not linear,
120  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
121  * number of CPUs.
122  *
123  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
124  */
125 static int get_update_sysctl_factor(void)
126 {
127         unsigned int cpus = min_t(int, num_online_cpus(), 8);
128         unsigned int factor;
129
130         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
131         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
132                 factor = 1;
133                 break;
134         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
135                 factor = cpus;
136                 break;
137         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
138         default:
139                 factor = 1 + ilog2(cpus);
140                 break;
141         }
142
143         return factor;
144 }
145
146 static void update_sysctl(void)
147 {
148         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
149
150 #define SET_SYSCTL(name) \
151         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
152         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
153         SET_SYSCTL(sched_latency);
154         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
155 #undef SET_SYSCTL
156 }
157
158 void sched_init_granularity(void)
159 {
160         update_sysctl();
161 }
162
163 #if BITS_PER_LONG == 32
164 # define WMULT_CONST    (~0UL)
165 #else
166 # define WMULT_CONST    (1UL << 32)
167 #endif
168
169 #define WMULT_SHIFT     32
170
171 /*
172  * Shift right and round:
173  */
174 #define SRR(x, y) (((x) + (1UL << ((y) - 1))) >> (y))
175
176 /*
177  * delta *= weight / lw
178  */
179 static unsigned long
180 calc_delta_mine(unsigned long delta_exec, unsigned long weight,
181                 struct load_weight *lw)
182 {
183         u64 tmp;
184
185         /*
186          * weight can be less than 2^SCHED_LOAD_RESOLUTION for task group sched
187          * entities since MIN_SHARES = 2. Treat weight as 1 if less than
188          * 2^SCHED_LOAD_RESOLUTION.
189          */
190         if (likely(weight > (1UL << SCHED_LOAD_RESOLUTION)))
191                 tmp = (u64)delta_exec * scale_load_down(weight);
192         else
193                 tmp = (u64)delta_exec;
194
195         if (!lw->inv_weight) {
196                 unsigned long w = scale_load_down(lw->weight);
197
198                 if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
199                         lw->inv_weight = 1;
200                 else if (unlikely(!w))
201                         lw->inv_weight = WMULT_CONST;
202                 else
203                         lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
204         }
205
206         /*
207          * Check whether we'd overflow the 64-bit multiplication:
208          */
209         if (unlikely(tmp > WMULT_CONST))
210                 tmp = SRR(SRR(tmp, WMULT_SHIFT/2) * lw->inv_weight,
211                         WMULT_SHIFT/2);
212         else
213                 tmp = SRR(tmp * lw->inv_weight, WMULT_SHIFT);
214
215         return (unsigned long)min(tmp, (u64)(unsigned long)LONG_MAX);
216 }
217
218
219 const struct sched_class fair_sched_class;
220
221 /**************************************************************
222  * CFS operations on generic schedulable entities:
223  */
224
225 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
226
227 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
228 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
229 {
230         return cfs_rq->rq;
231 }
232
233 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
234 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
235
236 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
237 {
238 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
239         WARN_ON_ONCE(!entity_is_task(se));
240 #endif
241         return container_of(se, struct task_struct, se);
242 }
243
244 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
245 #define for_each_sched_entity(se) \
246                 for (; se; se = se->parent)
247
248 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
249 {
250         return p->se.cfs_rq;
251 }
252
253 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
254 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
255 {
256         return se->cfs_rq;
257 }
258
259 /* runqueue "owned" by this group */
260 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
261 {
262         return grp->my_q;
263 }
264
265 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
266                                        int force_update);
267
268 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
269 {
270         if (!cfs_rq->on_list) {
271                 /*
272                  * Ensure we either appear before our parent (if already
273                  * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
274                  * enqueued.  The fact that we always enqueue bottom-up
275                  * reduces this to two cases.
276                  */
277                 if (cfs_rq->tg->parent &&
278                     cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu_of(rq_of(cfs_rq))]->on_list) {
279                         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
280                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
281                 } else {
282                         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
283                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
284                 }
285
286                 cfs_rq->on_list = 1;
287                 /* We should have no load, but we need to update last_decay. */
288                 update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 0);
289         }
290 }
291
292 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
293 {
294         if (cfs_rq->on_list) {
295                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
296                 cfs_rq->on_list = 0;
297         }
298 }
299
300 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
301 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
302         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
303
304 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
305 static inline int
306 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
307 {
308         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
309                 return 1;
310
311         return 0;
312 }
313
314 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
315 {
316         return se->parent;
317 }
318
319 /* return depth at which a sched entity is present in the hierarchy */
320 static inline int depth_se(struct sched_entity *se)
321 {
322         int depth = 0;
323
324         for_each_sched_entity(se)
325                 depth++;
326
327         return depth;
328 }
329
330 static void
331 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
332 {
333         int se_depth, pse_depth;
334
335         /*
336          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
337          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
338          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
339          * parent.
340          */
341
342         /* First walk up until both entities are at same depth */
343         se_depth = depth_se(*se);
344         pse_depth = depth_se(*pse);
345
346         while (se_depth > pse_depth) {
347                 se_depth--;
348                 *se = parent_entity(*se);
349         }
350
351         while (pse_depth > se_depth) {
352                 pse_depth--;
353                 *pse = parent_entity(*pse);
354         }
355
356         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
357                 *se = parent_entity(*se);
358                 *pse = parent_entity(*pse);
359         }
360 }
361
362 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
363
364 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
365 {
366         return container_of(se, struct task_struct, se);
367 }
368
369 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
370 {
371         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
372 }
373
374 #define entity_is_task(se)      1
375
376 #define for_each_sched_entity(se) \
377                 for (; se; se = NULL)
378
379 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
380 {
381         return &task_rq(p)->cfs;
382 }
383
384 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
385 {
386         struct task_struct *p = task_of(se);
387         struct rq *rq = task_rq(p);
388
389         return &rq->cfs;
390 }
391
392 /* runqueue "owned" by this group */
393 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
394 {
395         return NULL;
396 }
397
398 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
399 {
400 }
401
402 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
403 {
404 }
405
406 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
407                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
408
409 static inline int
410 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
411 {
412         return 1;
413 }
414
415 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
416 {
417         return NULL;
418 }
419
420 static inline void
421 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
422 {
423 }
424
425 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
426
427 static __always_inline
428 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long delta_exec);
429
430 /**************************************************************
431  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
432  */
433
434 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
435 {
436         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
437         if (delta > 0)
438                 max_vruntime = vruntime;
439
440         return max_vruntime;
441 }
442
443 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
444 {
445         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
446         if (delta < 0)
447                 min_vruntime = vruntime;
448
449         return min_vruntime;
450 }
451
452 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
453                                 struct sched_entity *b)
454 {
455         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
456 }
457
458 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
459 {
460         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
461
462         if (cfs_rq->curr)
463                 vruntime = cfs_rq->curr->vruntime;
464
465         if (cfs_rq->rb_leftmost) {
466                 struct sched_entity *se = rb_entry(cfs_rq->rb_leftmost,
467                                                    struct sched_entity,
468                                                    run_node);
469
470                 if (!cfs_rq->curr)
471                         vruntime = se->vruntime;
472                 else
473                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
474         }
475
476         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
477         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
478 #ifndef CONFIG_64BIT
479         smp_wmb();
480         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
481 #endif
482 }
483
484 /*
485  * Enqueue an entity into the rb-tree:
486  */
487 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
488 {
489         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
490         struct rb_node *parent = NULL;
491         struct sched_entity *entry;
492         int leftmost = 1;
493
494         /*
495          * Find the right place in the rbtree:
496          */
497         while (*link) {
498                 parent = *link;
499                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
500                 /*
501                  * We dont care about collisions. Nodes with
502                  * the same key stay together.
503                  */
504                 if (entity_before(se, entry)) {
505                         link = &parent->rb_left;
506                 } else {
507                         link = &parent->rb_right;
508                         leftmost = 0;
509                 }
510         }
511
512         /*
513          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
514          * used):
515          */
516         if (leftmost)
517                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
518
519         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
520         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
521 }
522
523 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
524 {
525         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node) {
526                 struct rb_node *next_node;
527
528                 next_node = rb_next(&se->run_node);
529                 cfs_rq->rb_leftmost = next_node;
530         }
531
532         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
533 }
534
535 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
536 {
537         struct rb_node *left = cfs_rq->rb_leftmost;
538
539         if (!left)
540                 return NULL;
541
542         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
543 }
544
545 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
546 {
547         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
548
549         if (!next)
550                 return NULL;
551
552         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
553 }
554
555 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
556 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
557 {
558         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline);
559
560         if (!last)
561                 return NULL;
562
563         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
564 }
565
566 /**************************************************************
567  * Scheduling class statistics methods:
568  */
569
570 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
571                 void __user *buffer, size_t *lenp,
572                 loff_t *ppos)
573 {
574         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
575         int factor = get_update_sysctl_factor();
576
577         if (ret || !write)
578                 return ret;
579
580         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
581                                         sysctl_sched_min_granularity);
582
583 #define WRT_SYSCTL(name) \
584         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
585         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
586         WRT_SYSCTL(sched_latency);
587         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
588 #undef WRT_SYSCTL
589
590         return 0;
591 }
592 #endif
593
594 /*
595  * delta /= w
596  */
597 static inline unsigned long
598 calc_delta_fair(unsigned long delta, struct sched_entity *se)
599 {
600         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
601                 delta = calc_delta_mine(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
602
603         return delta;
604 }
605
606 /*
607  * The idea is to set a period in which each task runs once.
608  *
609  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
610  * this period because otherwise the slices get too small.
611  *
612  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
613  */
614 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
615 {
616         u64 period = sysctl_sched_latency;
617         unsigned long nr_latency = sched_nr_latency;
618
619         if (unlikely(nr_running > nr_latency)) {
620                 period = sysctl_sched_min_granularity;
621                 period *= nr_running;
622         }
623
624         return period;
625 }
626
627 /*
628  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
629  * proportional to the weight.
630  *
631  * s = p*P[w/rw]
632  */
633 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
634 {
635         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
636
637         for_each_sched_entity(se) {
638                 struct load_weight *load;
639                 struct load_weight lw;
640
641                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
642                 load = &cfs_rq->load;
643
644                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
645                         lw = cfs_rq->load;
646
647                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
648                         load = &lw;
649                 }
650                 slice = calc_delta_mine(slice, se->load.weight, load);
651         }
652         return slice;
653 }
654
655 /*
656  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
657  *
658  * vs = s/w
659  */
660 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
661 {
662         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
663 }
664
665 /*
666  * Update the current task's runtime statistics. Skip current tasks that
667  * are not in our scheduling class.
668  */
669 static inline void
670 __update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr,
671               unsigned long delta_exec)
672 {
673         unsigned long delta_exec_weighted;
674
675         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
676                       max((u64)delta_exec, curr->statistics.exec_max));
677
678         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
679         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
680         delta_exec_weighted = calc_delta_fair(delta_exec, curr);
681
682         curr->vruntime += delta_exec_weighted;
683         update_min_vruntime(cfs_rq);
684 }
685
686 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
687 {
688         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
689         u64 now = rq_of(cfs_rq)->clock_task;
690         unsigned long delta_exec;
691
692         if (unlikely(!curr))
693                 return;
694
695         /*
696          * Get the amount of time the current task was running
697          * since the last time we changed load (this cannot
698          * overflow on 32 bits):
699          */
700         delta_exec = (unsigned long)(now - curr->exec_start);
701         if (!delta_exec)
702                 return;
703
704         __update_curr(cfs_rq, curr, delta_exec);
705         curr->exec_start = now;
706
707         if (entity_is_task(curr)) {
708                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
709
710                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
711                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
712                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
713         }
714
715         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
716 }
717
718 static inline void
719 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
720 {
721         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_of(cfs_rq)->clock);
722 }
723
724 /*
725  * Task is being enqueued - update stats:
726  */
727 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
728 {
729         /*
730          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
731          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
732          */
733         if (se != cfs_rq->curr)
734                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
735 }
736
737 static void
738 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
739 {
740         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
741                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start));
742         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
743         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
744                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start);
745 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
746         if (entity_is_task(se)) {
747                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
748                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start);
749         }
750 #endif
751         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
752 }
753
754 static inline void
755 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
756 {
757         /*
758          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
759          * waiting task:
760          */
761         if (se != cfs_rq->curr)
762                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
763 }
764
765 /*
766  * We are picking a new current task - update its stats:
767  */
768 static inline void
769 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
770 {
771         /*
772          * We are starting a new run period:
773          */
774         se->exec_start = rq_of(cfs_rq)->clock_task;
775 }
776
777 /**************************************************
778  * Scheduling class queueing methods:
779  */
780
781 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
782 /*
783  * numa task sample period in ms
784  */
785 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 100;
786 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 100*50;
787 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_reset = 100*600;
788
789 /* Portion of address space to scan in MB */
790 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
791
792 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
793 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
794
795 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
796 {
797         int seq;
798
799         if (!p->mm)     /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
800                 return;
801         seq = ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
802         if (p->numa_scan_seq == seq)
803                 return;
804         p->numa_scan_seq = seq;
805
806         /* FIXME: Scheduling placement policy hints go here */
807 }
808
809 /*
810  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
811  */
812 void task_numa_fault(int node, int pages, bool migrated)
813 {
814         struct task_struct *p = current;
815
816         if (!sched_feat_numa(NUMA))
817                 return;
818
819         /* FIXME: Allocate task-specific structure for placement policy here */
820
821         /*
822          * If pages are properly placed (did not migrate) then scan slower.
823          * This is reset periodically in case of phase changes
824          */
825         if (!migrated)
826                 p->numa_scan_period = min(sysctl_numa_balancing_scan_period_max,
827                         p->numa_scan_period + jiffies_to_msecs(10));
828
829         task_numa_placement(p);
830 }
831
832 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
833 {
834         ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq)++;
835         p->mm->numa_scan_offset = 0;
836 }
837
838 /*
839  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
840  * Triggered from task_tick_numa().
841  */
842 void task_numa_work(struct callback_head *work)
843 {
844         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
845         struct task_struct *p = current;
846         struct mm_struct *mm = p->mm;
847         struct vm_area_struct *vma;
848         unsigned long start, end;
849         long pages;
850
851         WARN_ON_ONCE(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
852
853         work->next = work; /* protect against double add */
854         /*
855          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
856          *
857          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
858          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
859          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
860          * work.
861          */
862         if (p->flags & PF_EXITING)
863                 return;
864
865         /*
866          * We do not care about task placement until a task runs on a node
867          * other than the first one used by the address space. This is
868          * largely because migrations are driven by what CPU the task
869          * is running on. If it's never scheduled on another node, it'll
870          * not migrate so why bother trapping the fault.
871          */
872         if (mm->first_nid == NUMA_PTE_SCAN_INIT)
873                 mm->first_nid = numa_node_id();
874         if (mm->first_nid != NUMA_PTE_SCAN_ACTIVE) {
875                 /* Are we running on a new node yet? */
876                 if (numa_node_id() == mm->first_nid &&
877                     !sched_feat_numa(NUMA_FORCE))
878                         return;
879
880                 mm->first_nid = NUMA_PTE_SCAN_ACTIVE;
881         }
882
883         /*
884          * Reset the scan period if enough time has gone by. Objective is that
885          * scanning will be reduced if pages are properly placed. As tasks
886          * can enter different phases this needs to be re-examined. Lacking
887          * proper tracking of reference behaviour, this blunt hammer is used.
888          */
889         migrate = mm->numa_next_reset;
890         if (time_after(now, migrate)) {
891                 p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_period_min;
892                 next_scan = now + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_period_reset);
893                 xchg(&mm->numa_next_reset, next_scan);
894         }
895
896         /*
897          * Enforce maximal scan/migration frequency..
898          */
899         migrate = mm->numa_next_scan;
900         if (time_before(now, migrate))
901                 return;
902
903         if (p->numa_scan_period == 0)
904                 p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_period_min;
905
906         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
907         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
908                 return;
909
910         /*
911          * Do not set pte_numa if the current running node is rate-limited.
912          * This loses statistics on the fault but if we are unwilling to
913          * migrate to this node, it is less likely we can do useful work
914          */
915         if (migrate_ratelimited(numa_node_id()))
916                 return;
917
918         start = mm->numa_scan_offset;
919         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
920         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
921         if (!pages)
922                 return;
923
924         down_read(&mm->mmap_sem);
925         vma = find_vma(mm, start);
926         if (!vma) {
927                 reset_ptenuma_scan(p);
928                 start = 0;
929                 vma = mm->mmap;
930         }
931         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
932                 if (!vma_migratable(vma))
933                         continue;
934
935                 /* Skip small VMAs. They are not likely to be of relevance */
936                 if (vma->vm_end - vma->vm_start < HPAGE_SIZE)
937                         continue;
938
939                 do {
940                         start = max(start, vma->vm_start);
941                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
942                         end = min(end, vma->vm_end);
943                         pages -= change_prot_numa(vma, start, end);
944
945                         start = end;
946                         if (pages <= 0)
947                                 goto out;
948                 } while (end != vma->vm_end);
949         }
950
951 out:
952         /*
953          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few VMAs are
954          * not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we would find the
955          * !migratable VMA on the next scan but not reset the scanner to the start
956          * so check it now.
957          */
958         if (vma)
959                 mm->numa_scan_offset = start;
960         else
961                 reset_ptenuma_scan(p);
962         up_read(&mm->mmap_sem);
963 }
964
965 /*
966  * Drive the periodic memory faults..
967  */
968 void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
969 {
970         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
971         u64 period, now;
972
973         /*
974          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
975          */
976         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
977                 return;
978
979         /*
980          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
981          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
982          * task needs to have done some actual work before we bother with
983          * NUMA placement.
984          */
985         now = curr->se.sum_exec_runtime;
986         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
987
988         if (now - curr->node_stamp > period) {
989                 if (!curr->node_stamp)
990                         curr->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_period_min;
991                 curr->node_stamp = now;
992
993                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
994                         init_task_work(work, task_numa_work); /* TODO: move this into sched_fork() */
995                         task_work_add(curr, work, true);
996                 }
997         }
998 }
999 #else
1000 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1001 {
1002 }
1003 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1004
1005 static void
1006 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1007 {
1008         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
1009         if (!parent_entity(se))
1010                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
1011 #ifdef CONFIG_SMP
1012         if (entity_is_task(se))
1013                 list_add(&se->group_node, &rq_of(cfs_rq)->cfs_tasks);
1014 #endif
1015         cfs_rq->nr_running++;
1016 }
1017
1018 static void
1019 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1020 {
1021         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
1022         if (!parent_entity(se))
1023                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
1024         if (entity_is_task(se))
1025                 list_del_init(&se->group_node);
1026         cfs_rq->nr_running--;
1027 }
1028
1029 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1030 # ifdef CONFIG_SMP
1031 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
1032 {
1033         long tg_weight;
1034
1035         /*
1036          * Use this CPU's actual weight instead of the last load_contribution
1037          * to gain a more accurate current total weight. See
1038          * update_cfs_rq_load_contribution().
1039          */
1040         tg_weight = atomic64_read(&tg->load_avg);
1041         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_contrib;
1042         tg_weight += cfs_rq->load.weight;
1043
1044         return tg_weight;
1045 }
1046
1047 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
1048 {
1049         long tg_weight, load, shares;
1050
1051         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
1052         load = cfs_rq->load.weight;
1053
1054         shares = (tg->shares * load);
1055         if (tg_weight)
1056                 shares /= tg_weight;
1057
1058         if (shares < MIN_SHARES)
1059                 shares = MIN_SHARES;
1060         if (shares > tg->shares)
1061                 shares = tg->shares;
1062
1063         return shares;
1064 }
1065 # else /* CONFIG_SMP */
1066 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
1067 {
1068         return tg->shares;
1069 }
1070 # endif /* CONFIG_SMP */
1071 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
1072                             unsigned long weight)
1073 {
1074         if (se->on_rq) {
1075                 /* commit outstanding execution time */
1076                 if (cfs_rq->curr == se)
1077                         update_curr(cfs_rq);
1078                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
1079         }
1080
1081         update_load_set(&se->load, weight);
1082
1083         if (se->on_rq)
1084                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
1085 }
1086
1087 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
1088
1089 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
1090 {
1091         struct task_group *tg;
1092         struct sched_entity *se;
1093         long shares;
1094
1095         tg = cfs_rq->tg;
1096         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
1097         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
1098                 return;
1099 #ifndef CONFIG_SMP
1100         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
1101                 return;
1102 #endif
1103         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
1104
1105         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
1106 }
1107 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
1108 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
1109 {
1110 }
1111 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
1112
1113 /* Only depends on SMP, FAIR_GROUP_SCHED may be removed when useful in lb */
1114 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED)
1115 /*
1116  * We choose a half-life close to 1 scheduling period.
1117  * Note: The tables below are dependent on this value.
1118  */
1119 #define LOAD_AVG_PERIOD 32
1120 #define LOAD_AVG_MAX 47742 /* maximum possible load avg */
1121 #define LOAD_AVG_MAX_N 345 /* number of full periods to produce LOAD_MAX_AVG */
1122
1123 /* Precomputed fixed inverse multiplies for multiplication by y^n */
1124 static const u32 runnable_avg_yN_inv[] = {
1125         0xffffffff, 0xfa83b2da, 0xf5257d14, 0xefe4b99a, 0xeac0c6e6, 0xe5b906e6,
1126         0xe0ccdeeb, 0xdbfbb796, 0xd744fcc9, 0xd2a81d91, 0xce248c14, 0xc9b9bd85,
1127         0xc5672a10, 0xc12c4cc9, 0xbd08a39e, 0xb8fbaf46, 0xb504f333, 0xb123f581,
1128         0xad583ee9, 0xa9a15ab4, 0xa5fed6a9, 0xa2704302, 0x9ef5325f, 0x9b8d39b9,
1129         0x9837f050, 0x94f4efa8, 0x91c3d373, 0x8ea4398a, 0x8b95c1e3, 0x88980e80,
1130         0x85aac367, 0x82cd8698,
1131 };
1132
1133 /*
1134  * Precomputed \Sum y^k { 1<=k<=n }.  These are floor(true_value) to prevent
1135  * over-estimates when re-combining.
1136  */
1137 static const u32 runnable_avg_yN_sum[] = {
1138             0, 1002, 1982, 2941, 3880, 4798, 5697, 6576, 7437, 8279, 9103,
1139          9909,10698,11470,12226,12966,13690,14398,15091,15769,16433,17082,
1140         17718,18340,18949,19545,20128,20698,21256,21802,22336,22859,23371,
1141 };
1142
1143 /*
1144  * Approximate:
1145  *   val * y^n,    where y^32 ~= 0.5 (~1 scheduling period)
1146  */
1147 static __always_inline u64 decay_load(u64 val, u64 n)
1148 {
1149         unsigned int local_n;
1150
1151         if (!n)
1152                 return val;
1153         else if (unlikely(n > LOAD_AVG_PERIOD * 63))
1154                 return 0;
1155
1156         /* after bounds checking we can collapse to 32-bit */
1157         local_n = n;
1158
1159         /*
1160          * As y^PERIOD = 1/2, we can combine
1161          *    y^n = 1/2^(n/PERIOD) * k^(n%PERIOD)
1162          * With a look-up table which covers k^n (n<PERIOD)
1163          *
1164          * To achieve constant time decay_load.
1165          */
1166         if (unlikely(local_n >= LOAD_AVG_PERIOD)) {
1167                 val >>= local_n / LOAD_AVG_PERIOD;
1168                 local_n %= LOAD_AVG_PERIOD;
1169         }
1170
1171         val *= runnable_avg_yN_inv[local_n];
1172         /* We don't use SRR here since we always want to round down. */
1173         return val >> 32;
1174 }
1175
1176 /*
1177  * For updates fully spanning n periods, the contribution to runnable
1178  * average will be: \Sum 1024*y^n
1179  *
1180  * We can compute this reasonably efficiently by combining:
1181  *   y^PERIOD = 1/2 with precomputed \Sum 1024*y^n {for  n <PERIOD}
1182  */
1183 static u32 __compute_runnable_contrib(u64 n)
1184 {
1185         u32 contrib = 0;
1186
1187         if (likely(n <= LOAD_AVG_PERIOD))
1188                 return runnable_avg_yN_sum[n];
1189         else if (unlikely(n >= LOAD_AVG_MAX_N))
1190                 return LOAD_AVG_MAX;
1191
1192         /* Compute \Sum k^n combining precomputed values for k^i, \Sum k^j */
1193         do {
1194                 contrib /= 2; /* y^LOAD_AVG_PERIOD = 1/2 */
1195                 contrib += runnable_avg_yN_sum[LOAD_AVG_PERIOD];
1196
1197                 n -= LOAD_AVG_PERIOD;
1198         } while (n > LOAD_AVG_PERIOD);
1199
1200         contrib = decay_load(contrib, n);
1201         return contrib + runnable_avg_yN_sum[n];
1202 }
1203
1204 /*
1205  * We can represent the historical contribution to runnable average as the
1206  * coefficients of a geometric series.  To do this we sub-divide our runnable
1207  * history into segments of approximately 1ms (1024us); label the segment that
1208  * occurred N-ms ago p_N, with p_0 corresponding to the current period, e.g.
1209  *
1210  * [<- 1024us ->|<- 1024us ->|<- 1024us ->| ...
1211  *      p0            p1           p2
1212  *     (now)       (~1ms ago)  (~2ms ago)
1213  *
1214  * Let u_i denote the fraction of p_i that the entity was runnable.
1215  *
1216  * We then designate the fractions u_i as our co-efficients, yielding the
1217  * following representation of historical load:
1218  *   u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + u_3*y^3 + ...
1219  *
1220  * We choose y based on the with of a reasonably scheduling period, fixing:
1221  *   y^32 = 0.5
1222  *
1223  * This means that the contribution to load ~32ms ago (u_32) will be weighted
1224  * approximately half as much as the contribution to load within the last ms
1225  * (u_0).
1226  *
1227  * When a period "rolls over" and we have new u_0`, multiplying the previous
1228  * sum again by y is sufficient to update:
1229  *   load_avg = u_0` + y*(u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... )
1230  *            = u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... [re-labeling u_i --> u_{i+1}]
1231  */
1232 static __always_inline int __update_entity_runnable_avg(u64 now,
1233                                                         struct sched_avg *sa,
1234                                                         int runnable,
1235                                                         int running)
1236 {
1237         u64 delta, periods;
1238         u32 runnable_contrib;
1239         int delta_w, decayed = 0;
1240
1241         delta = now - sa->last_runnable_update;
1242         /*
1243          * This should only happen when time goes backwards, which it
1244          * unfortunately does during sched clock init when we swap over to TSC.
1245          */
1246         if ((s64)delta < 0) {
1247                 sa->last_runnable_update = now;
1248                 return 0;
1249         }
1250
1251         /*
1252          * Use 1024ns as the unit of measurement since it's a reasonable
1253          * approximation of 1us and fast to compute.
1254          */
1255         delta >>= 10;
1256         if (!delta)
1257                 return 0;
1258         sa->last_runnable_update = now;
1259
1260         /* delta_w is the amount already accumulated against our next period */
1261         delta_w = sa->runnable_avg_period % 1024;
1262         if (delta + delta_w >= 1024) {
1263                 /* period roll-over */
1264                 decayed = 1;
1265
1266                 /*
1267                  * Now that we know we're crossing a period boundary, figure
1268                  * out how much from delta we need to complete the current
1269                  * period and accrue it.
1270                  */
1271                 delta_w = 1024 - delta_w;
1272                 if (runnable)
1273                         sa->runnable_avg_sum += delta_w;
1274                 if (running)
1275                         sa->usage_avg_sum += delta_w;
1276                 sa->runnable_avg_period += delta_w;
1277
1278                 delta -= delta_w;
1279
1280                 /* Figure out how many additional periods this update spans */
1281                 periods = delta / 1024;
1282                 delta %= 1024;
1283
1284                 sa->runnable_avg_sum = decay_load(sa->runnable_avg_sum,
1285                                                   periods + 1);
1286                 sa->runnable_avg_period = decay_load(sa->runnable_avg_period,
1287                                                      periods + 1);
1288                 sa->usage_avg_sum = decay_load(sa->usage_avg_sum, periods + 1);
1289
1290                 /* Efficiently calculate \sum (1..n_period) 1024*y^i */
1291                 runnable_contrib = __compute_runnable_contrib(periods);
1292                 if (runnable)
1293                         sa->runnable_avg_sum += runnable_contrib;
1294                 if (running)
1295                         sa->usage_avg_sum += runnable_contrib;
1296                 sa->runnable_avg_period += runnable_contrib;
1297         }
1298
1299         /* Remainder of delta accrued against u_0` */
1300         if (runnable)
1301                 sa->runnable_avg_sum += delta;
1302         if (running)
1303                 sa->usage_avg_sum += delta;
1304         sa->runnable_avg_period += delta;
1305
1306         return decayed;
1307 }
1308
1309 /* Synchronize an entity's decay with its parenting cfs_rq.*/
1310 static inline u64 __synchronize_entity_decay(struct sched_entity *se)
1311 {
1312         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1313         u64 decays = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
1314
1315         decays -= se->avg.decay_count;
1316         if (!decays)
1317                 return 0;
1318
1319         se->avg.load_avg_contrib = decay_load(se->avg.load_avg_contrib, decays);
1320         se->avg.decay_count = 0;
1321
1322         return decays;
1323 }
1324
1325 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1326 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
1327                                                  int force_update)
1328 {
1329         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
1330         s64 tg_contrib;
1331
1332         tg_contrib = cfs_rq->runnable_load_avg + cfs_rq->blocked_load_avg;
1333         tg_contrib -= cfs_rq->tg_load_contrib;
1334
1335         if (force_update || abs64(tg_contrib) > cfs_rq->tg_load_contrib / 8) {
1336                 atomic64_add(tg_contrib, &tg->load_avg);
1337                 cfs_rq->tg_load_contrib += tg_contrib;
1338         }
1339 }
1340
1341 /*
1342  * Aggregate cfs_rq runnable averages into an equivalent task_group
1343  * representation for computing load contributions.
1344  */
1345 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
1346                                                   struct cfs_rq *cfs_rq)
1347 {
1348         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
1349         long contrib, usage_contrib;
1350
1351         /* The fraction of a cpu used by this cfs_rq */
1352         contrib = div_u64(sa->runnable_avg_sum << NICE_0_SHIFT,
1353                           sa->runnable_avg_period + 1);
1354         contrib -= cfs_rq->tg_runnable_contrib;
1355
1356         usage_contrib = div_u64(sa->usage_avg_sum << NICE_0_SHIFT,
1357                                 sa->runnable_avg_period + 1);
1358         usage_contrib -= cfs_rq->tg_usage_contrib;
1359
1360         /*
1361          * contrib/usage at this point represent deltas, only update if they
1362          * are substantive.
1363          */
1364         if ((abs(contrib) > cfs_rq->tg_runnable_contrib / 64) ||
1365             (abs(usage_contrib) > cfs_rq->tg_usage_contrib / 64)) {
1366                 atomic_add(contrib, &tg->runnable_avg);
1367                 cfs_rq->tg_runnable_contrib += contrib;
1368
1369                 atomic_add(usage_contrib, &tg->usage_avg);
1370                 cfs_rq->tg_usage_contrib += usage_contrib;
1371         }
1372 }
1373
1374 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se)
1375 {
1376         struct cfs_rq *cfs_rq = group_cfs_rq(se);
1377         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
1378         int runnable_avg;
1379
1380         u64 contrib;
1381
1382         contrib = cfs_rq->tg_load_contrib * tg->shares;
1383         se->avg.load_avg_contrib = div64_u64(contrib,
1384                                              atomic64_read(&tg->load_avg) + 1);
1385
1386         /*
1387          * For group entities we need to compute a correction term in the case
1388          * that they are consuming <1 cpu so that we would contribute the same
1389          * load as a task of equal weight.
1390          *
1391          * Explicitly co-ordinating this measurement would be expensive, but
1392          * fortunately the sum of each cpus contribution forms a usable
1393          * lower-bound on the true value.
1394          *
1395          * Consider the aggregate of 2 contributions.  Either they are disjoint
1396          * (and the sum represents true value) or they are disjoint and we are
1397          * understating by the aggregate of their overlap.
1398          *
1399          * Extending this to N cpus, for a given overlap, the maximum amount we
1400          * understand is then n_i(n_i+1)/2 * w_i where n_i is the number of
1401          * cpus that overlap for this interval and w_i is the interval width.
1402          *
1403          * On a small machine; the first term is well-bounded which bounds the
1404          * total error since w_i is a subset of the period.  Whereas on a
1405          * larger machine, while this first term can be larger, if w_i is the
1406          * of consequential size guaranteed to see n_i*w_i quickly converge to
1407          * our upper bound of 1-cpu.
1408          */
1409         runnable_avg = atomic_read(&tg->runnable_avg);
1410         if (runnable_avg < NICE_0_LOAD) {
1411                 se->avg.load_avg_contrib *= runnable_avg;
1412                 se->avg.load_avg_contrib >>= NICE_0_SHIFT;
1413         }
1414 }
1415 #else
1416 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
1417                                                  int force_update) {}
1418 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
1419                                                   struct cfs_rq *cfs_rq) {}
1420 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se) {}
1421 #endif
1422
1423 static inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se)
1424 {
1425         u32 contrib;
1426
1427         /* avoid overflowing a 32-bit type w/ SCHED_LOAD_SCALE */
1428         contrib = se->avg.runnable_avg_sum * scale_load_down(se->load.weight);
1429         contrib /= (se->avg.runnable_avg_period + 1);
1430         se->avg.load_avg_contrib = scale_load(contrib);
1431         contrib = se->avg.runnable_avg_sum * scale_load_down(NICE_0_LOAD);
1432         contrib /= (se->avg.runnable_avg_period + 1);
1433         se->avg.load_avg_ratio = scale_load(contrib);
1434 }
1435
1436 /* Compute the current contribution to load_avg by se, return any delta */
1437 static long __update_entity_load_avg_contrib(struct sched_entity *se)
1438 {
1439         long old_contrib = se->avg.load_avg_contrib;
1440
1441         if (entity_is_task(se)) {
1442                 __update_task_entity_contrib(se);
1443         } else {
1444                 __update_tg_runnable_avg(&se->avg, group_cfs_rq(se));
1445                 __update_group_entity_contrib(se);
1446         }
1447
1448         return se->avg.load_avg_contrib - old_contrib;
1449 }
1450
1451 static inline void subtract_blocked_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
1452                                                  long load_contrib)
1453 {
1454         if (likely(load_contrib < cfs_rq->blocked_load_avg))
1455                 cfs_rq->blocked_load_avg -= load_contrib;
1456         else
1457                 cfs_rq->blocked_load_avg = 0;
1458 }
1459
1460 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
1461
1462 /* Update a sched_entity's runnable average */
1463 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
1464                                           int update_cfs_rq)
1465 {
1466         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1467         long contrib_delta;
1468         u64 now;
1469
1470         /*
1471          * For a group entity we need to use their owned cfs_rq_clock_task() in
1472          * case they are the parent of a throttled hierarchy.
1473          */
1474         if (entity_is_task(se))
1475                 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
1476         else
1477                 now = cfs_rq_clock_task(group_cfs_rq(se));
1478
1479         if (!__update_entity_runnable_avg(now, &se->avg, se->on_rq,
1480                                           cfs_rq->curr == se))
1481                 return;
1482
1483         contrib_delta = __update_entity_load_avg_contrib(se);
1484
1485         if (!update_cfs_rq)
1486                 return;
1487
1488         if (se->on_rq)
1489                 cfs_rq->runnable_load_avg += contrib_delta;
1490         else
1491                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, -contrib_delta);
1492 }
1493
1494 /*
1495  * Decay the load contributed by all blocked children and account this so that
1496  * their contribution may appropriately discounted when they wake up.
1497  */
1498 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int force_update)
1499 {
1500         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq) >> 20;
1501         u64 decays;
1502
1503         decays = now - cfs_rq->last_decay;
1504         if (!decays && !force_update)
1505                 return;
1506
1507         if (atomic64_read(&cfs_rq->removed_load)) {
1508                 u64 removed_load = atomic64_xchg(&cfs_rq->removed_load, 0);
1509                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, removed_load);
1510         }
1511
1512         if (decays) {
1513                 cfs_rq->blocked_load_avg = decay_load(cfs_rq->blocked_load_avg,
1514                                                       decays);
1515                 atomic64_add(decays, &cfs_rq->decay_counter);
1516                 cfs_rq->last_decay = now;
1517         }
1518
1519         __update_cfs_rq_tg_load_contrib(cfs_rq, force_update);
1520 }
1521
1522 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable)
1523 {
1524         __update_entity_runnable_avg(rq->clock_task, &rq->avg, runnable,
1525                                      runnable);
1526         __update_tg_runnable_avg(&rq->avg, &rq->cfs);
1527 }
1528
1529 /* Add the load generated by se into cfs_rq's child load-average */
1530 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
1531                                                   struct sched_entity *se,
1532                                                   int wakeup)
1533 {
1534         /*
1535          * We track migrations using entity decay_count <= 0, on a wake-up
1536          * migration we use a negative decay count to track the remote decays
1537          * accumulated while sleeping.
1538          */
1539         if (unlikely(se->avg.decay_count <= 0)) {
1540                 se->avg.last_runnable_update = rq_of(cfs_rq)->clock_task;
1541                 if (se->avg.decay_count) {
1542                         /*
1543                          * In a wake-up migration we have to approximate the
1544                          * time sleeping.  This is because we can't synchronize
1545                          * clock_task between the two cpus, and it is not
1546                          * guaranteed to be read-safe.  Instead, we can
1547                          * approximate this using our carried decays, which are
1548                          * explicitly atomically readable.
1549                          */
1550                         se->avg.last_runnable_update -= (-se->avg.decay_count)
1551                                                         << 20;
1552                         update_entity_load_avg(se, 0);
1553                         /* Indicate that we're now synchronized and on-rq */
1554                         se->avg.decay_count = 0;
1555                 }
1556                 wakeup = 0;
1557         } else {
1558                 __synchronize_entity_decay(se);
1559         }
1560
1561         /* migrated tasks did not contribute to our blocked load */
1562         if (wakeup) {
1563                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
1564                 update_entity_load_avg(se, 0);
1565         }
1566
1567         cfs_rq->runnable_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
1568         /* we force update consideration on load-balancer moves */
1569         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !wakeup);
1570 }
1571
1572 /*
1573  * Remove se's load from this cfs_rq child load-average, if the entity is
1574  * transitioning to a blocked state we track its projected decay using
1575  * blocked_load_avg.
1576  */
1577 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
1578                                                   struct sched_entity *se,
1579                                                   int sleep)
1580 {
1581         update_entity_load_avg(se, 1);
1582         /* we force update consideration on load-balancer moves */
1583         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !sleep);
1584
1585         cfs_rq->runnable_load_avg -= se->avg.load_avg_contrib;
1586         if (sleep) {
1587                 cfs_rq->blocked_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
1588                 se->avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
1589         } /* migrations, e.g. sleep=0 leave decay_count == 0 */
1590 }
1591
1592 /*
1593  * Update the rq's load with the elapsed running time before entering
1594  * idle. if the last scheduled task is not a CFS task, idle_enter will
1595  * be the only way to update the runnable statistic.
1596  */
1597 void idle_enter_fair(struct rq *this_rq)
1598 {
1599         update_rq_runnable_avg(this_rq, 1);
1600 }
1601
1602 /*
1603  * Update the rq's load with the elapsed idle time before a task is
1604  * scheduled. if the newly scheduled task is not a CFS task, idle_exit will
1605  * be the only way to update the runnable statistic.
1606  */
1607 void idle_exit_fair(struct rq *this_rq)
1608 {
1609         update_rq_runnable_avg(this_rq, 0);
1610 }
1611
1612 #else
1613 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
1614                                           int update_cfs_rq) {}
1615 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable) {}
1616 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
1617                                            struct sched_entity *se,
1618                                            int wakeup) {}
1619 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
1620                                            struct sched_entity *se,
1621                                            int sleep) {}
1622 static inline void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
1623                                               int force_update) {}
1624 #endif
1625
1626 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1627 {
1628 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1629         struct task_struct *tsk = NULL;
1630
1631         if (entity_is_task(se))
1632                 tsk = task_of(se);
1633
1634         if (se->statistics.sleep_start) {
1635                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.sleep_start;
1636
1637                 if ((s64)delta < 0)
1638                         delta = 0;
1639
1640                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
1641                         se->statistics.sleep_max = delta;
1642
1643                 se->statistics.sleep_start = 0;
1644                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
1645
1646                 if (tsk) {
1647                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
1648                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
1649                 }
1650         }
1651         if (se->statistics.block_start) {
1652                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.block_start;
1653
1654                 if ((s64)delta < 0)
1655                         delta = 0;
1656
1657                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
1658                         se->statistics.block_max = delta;
1659
1660                 se->statistics.block_start = 0;
1661                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
1662
1663                 if (tsk) {
1664                         if (tsk->in_iowait) {
1665                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
1666                                 se->statistics.iowait_count++;
1667                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
1668                         }
1669
1670                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
1671
1672                         /*
1673                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
1674                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
1675                          * amount of time that the task spent sleeping:
1676                          */
1677                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
1678                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
1679                                                 (void *)get_wchan(tsk),
1680                                                 delta >> 20);
1681                         }
1682                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
1683                 }
1684         }
1685 #endif
1686 }
1687
1688 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1689 {
1690 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1691         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
1692
1693         if (d < 0)
1694                 d = -d;
1695
1696         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
1697                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
1698 #endif
1699 }
1700
1701 static void
1702 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
1703 {
1704         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
1705
1706         /*
1707          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
1708          * however the extra weight of the new task will slow them down a
1709          * little, place the new task so that it fits in the slot that
1710          * stays open at the end.
1711          */
1712         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
1713                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
1714
1715         /* sleeps up to a single latency don't count. */
1716         if (!initial) {
1717                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
1718
1719                 /*
1720                  * Halve their sleep time's effect, to allow
1721                  * for a gentler effect of sleepers:
1722                  */
1723                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
1724                         thresh >>= 1;
1725
1726                 vruntime -= thresh;
1727         }
1728
1729         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
1730         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
1731 }
1732
1733 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
1734
1735 static void
1736 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1737 {
1738         /*
1739          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
1740          * through callig update_curr().
1741          */
1742         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
1743                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
1744
1745         /*
1746          * Update run-time statistics of the 'current'.
1747          */
1748         update_curr(cfs_rq);
1749         enqueue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
1750         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
1751         update_cfs_shares(cfs_rq);
1752
1753         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
1754                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
1755                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
1756         }
1757
1758         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
1759         check_spread(cfs_rq, se);
1760         if (se != cfs_rq->curr)
1761                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
1762         se->on_rq = 1;
1763
1764         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
1765                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
1766                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
1767         }
1768 }
1769
1770 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
1771 {
1772         for_each_sched_entity(se) {
1773                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1774                 if (cfs_rq->last == se)
1775                         cfs_rq->last = NULL;
1776                 else
1777                         break;
1778         }
1779 }
1780
1781 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
1782 {
1783         for_each_sched_entity(se) {
1784                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1785                 if (cfs_rq->next == se)
1786                         cfs_rq->next = NULL;
1787                 else
1788                         break;
1789         }
1790 }
1791
1792 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
1793 {
1794         for_each_sched_entity(se) {
1795                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1796                 if (cfs_rq->skip == se)
1797                         cfs_rq->skip = NULL;
1798                 else
1799                         break;
1800         }
1801 }
1802
1803 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1804 {
1805         if (cfs_rq->last == se)
1806                 __clear_buddies_last(se);
1807
1808         if (cfs_rq->next == se)
1809                 __clear_buddies_next(se);
1810
1811         if (cfs_rq->skip == se)
1812                 __clear_buddies_skip(se);
1813 }
1814
1815 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
1816
1817 static void
1818 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1819 {
1820         /*
1821          * Update run-time statistics of the 'current'.
1822          */
1823         update_curr(cfs_rq);
1824         dequeue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & DEQUEUE_SLEEP);
1825
1826         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
1827         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
1828 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1829                 if (entity_is_task(se)) {
1830                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
1831
1832                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
1833                                 se->statistics.sleep_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
1834                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
1835                                 se->statistics.block_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
1836                 }
1837 #endif
1838         }
1839
1840         clear_buddies(cfs_rq, se);
1841
1842         if (se != cfs_rq->curr)
1843                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
1844         se->on_rq = 0;
1845         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
1846
1847         /*
1848          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
1849          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
1850          * movement in our normalized position.
1851          */
1852         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
1853                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
1854
1855         /* return excess runtime on last dequeue */
1856         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
1857
1858         update_min_vruntime(cfs_rq);
1859         update_cfs_shares(cfs_rq);
1860 }
1861
1862 /*
1863  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
1864  */
1865 static void
1866 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
1867 {
1868         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
1869         struct sched_entity *se;
1870         s64 delta;
1871
1872         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
1873         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
1874         if (delta_exec > ideal_runtime) {
1875                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1876                 /*
1877                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
1878                  * re-elected due to buddy favours.
1879                  */
1880                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
1881                 return;
1882         }
1883
1884         /*
1885          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
1886          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
1887          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
1888          */
1889         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
1890                 return;
1891
1892         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
1893         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
1894
1895         if (delta < 0)
1896                 return;
1897
1898         if (delta > ideal_runtime)
1899                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1900 }
1901
1902 static void
1903 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1904 {
1905         /* 'current' is not kept within the tree. */
1906         if (se->on_rq) {
1907                 /*
1908                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
1909                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
1910                  * runqueue.
1911                  */
1912                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
1913                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
1914                 update_entity_load_avg(se, 1);
1915         }
1916
1917         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
1918         cfs_rq->curr = se;
1919 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1920         /*
1921          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
1922          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
1923          * when there are only lesser-weight tasks around):
1924          */
1925         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
1926                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
1927                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
1928         }
1929 #endif
1930         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
1931 }
1932
1933 static int
1934 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
1935
1936 /*
1937  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
1938  * 1) keep things fair between processes/task groups
1939  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
1940  * 3) pick the "last" process, for cache locality
1941  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
1942  */
1943 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
1944 {
1945         struct sched_entity *se = __pick_first_entity(cfs_rq);
1946         struct sched_entity *left = se;
1947
1948         /*
1949          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
1950          * be done without getting too unfair.
1951          */
1952         if (cfs_rq->skip == se) {
1953                 struct sched_entity *second = __pick_next_entity(se);
1954                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
1955                         se = second;
1956         }
1957
1958         /*
1959          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
1960          */
1961         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
1962                 se = cfs_rq->last;
1963
1964         /*
1965          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
1966          */
1967         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
1968                 se = cfs_rq->next;
1969
1970         clear_buddies(cfs_rq, se);
1971
1972         return se;
1973 }
1974
1975 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
1976
1977 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
1978 {
1979         /*
1980          * If still on the runqueue then deactivate_task()
1981          * was not called and update_curr() has to be done:
1982          */
1983         if (prev->on_rq)
1984                 update_curr(cfs_rq);
1985
1986         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
1987         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
1988
1989         check_spread(cfs_rq, prev);
1990         if (prev->on_rq) {
1991                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
1992                 /* Put 'current' back into the tree. */
1993                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
1994                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
1995                 update_entity_load_avg(prev, 1);
1996         }
1997         cfs_rq->curr = NULL;
1998 }
1999
2000 static void
2001 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
2002 {
2003         /*
2004          * Update run-time statistics of the 'current'.
2005          */
2006         update_curr(cfs_rq);
2007
2008         /*
2009          * Ensure that runnable average is periodically updated.
2010          */
2011         update_entity_load_avg(curr, 1);
2012         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
2013
2014 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
2015         /*
2016          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
2017          * validating it and just reschedule.
2018          */
2019         if (queued) {
2020                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2021                 return;
2022         }
2023         /*
2024          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
2025          */
2026         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
2027                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
2028                 return;
2029 #endif
2030
2031         if (cfs_rq->nr_running > 1)
2032                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
2033 }
2034
2035
2036 /**************************************************
2037  * CFS bandwidth control machinery
2038  */
2039
2040 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
2041
2042 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
2043 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
2044
2045 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
2046 {
2047         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
2048 }
2049
2050 void account_cfs_bandwidth_used(int enabled, int was_enabled)
2051 {
2052         /* only need to count groups transitioning between enabled/!enabled */
2053         if (enabled && !was_enabled)
2054                 static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
2055         else if (!enabled && was_enabled)
2056                 static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
2057 }
2058 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
2059 static bool cfs_bandwidth_used(void)
2060 {
2061         return true;
2062 }
2063
2064 void account_cfs_bandwidth_used(int enabled, int was_enabled) {}
2065 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
2066
2067 /*
2068  * default period for cfs group bandwidth.
2069  * default: 0.1s, units: nanoseconds
2070  */
2071 static inline u64 default_cfs_period(void)
2072 {
2073         return 100000000ULL;
2074 }
2075
2076 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
2077 {
2078         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
2079 }
2080
2081 /*
2082  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
2083  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
2084  * additional synchronization around rq->lock.
2085  *
2086  * requires cfs_b->lock
2087  */
2088 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2089 {
2090         u64 now;
2091
2092         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
2093                 return;
2094
2095         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
2096         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
2097         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
2098 }
2099
2100 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
2101 {
2102         return &tg->cfs_bandwidth;
2103 }
2104
2105 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
2106 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
2107 {
2108         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
2109                 return cfs_rq->throttled_clock_task;
2110
2111         return rq_of(cfs_rq)->clock_task - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
2112 }
2113
2114 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
2115 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2116 {
2117         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2118         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
2119         u64 amount = 0, min_amount, expires;
2120
2121         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
2122         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
2123
2124         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2125         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
2126                 amount = min_amount;
2127         else {
2128                 /*
2129                  * If the bandwidth pool has become inactive, then at least one
2130                  * period must have elapsed since the last consumption.
2131                  * Refresh the global state and ensure bandwidth timer becomes
2132                  * active.
2133                  */
2134                 if (!cfs_b->timer_active) {
2135                         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
2136                         __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
2137                 }
2138
2139                 if (cfs_b->runtime > 0) {
2140                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
2141                         cfs_b->runtime -= amount;
2142                         cfs_b->idle = 0;
2143                 }
2144         }
2145         expires = cfs_b->runtime_expires;
2146         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2147
2148         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
2149         /*
2150          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
2151          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
2152          * issued.
2153          */
2154         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
2155                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
2156
2157         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
2158 }
2159
2160 /*
2161  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
2162  * fact that rq->clock snapshots this value.
2163  */
2164 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2165 {
2166         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2167         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2168
2169         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
2170         if (likely((s64)(rq->clock - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
2171                 return;
2172
2173         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
2174                 return;
2175
2176         /*
2177          * If the local deadline has passed we have to consider the
2178          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
2179          * has not truly expired.
2180          *
2181          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
2182          * whether the global deadline has advanced.
2183          */
2184
2185         if ((s64)(cfs_rq->runtime_expires - cfs_b->runtime_expires) >= 0) {
2186                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
2187                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
2188         } else {
2189                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
2190                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
2191         }
2192 }
2193
2194 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq,
2195                                      unsigned long delta_exec)
2196 {
2197         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
2198         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
2199         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2200
2201         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
2202                 return;
2203
2204         /*
2205          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
2206          * hierarchy can be throttled
2207          */
2208         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
2209                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2210 }
2211
2212 static __always_inline
2213 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long delta_exec)
2214 {
2215         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
2216                 return;
2217
2218         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
2219 }
2220
2221 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
2222 {
2223         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
2224 }
2225
2226 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
2227 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
2228 {
2229         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
2230 }
2231
2232 /*
2233  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
2234  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
2235  * load-balance operations.
2236  */
2237 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
2238                                     int src_cpu, int dest_cpu)
2239 {
2240         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
2241
2242         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
2243         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
2244
2245         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
2246                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
2247 }
2248
2249 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
2250 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
2251 {
2252         struct rq *rq = data;
2253         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
2254
2255         cfs_rq->throttle_count--;
2256 #ifdef CONFIG_SMP
2257         if (!cfs_rq->throttle_count) {
2258                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
2259                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq->clock_task -
2260                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
2261         }
2262 #endif
2263
2264         return 0;
2265 }
2266
2267 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
2268 {
2269         struct rq *rq = data;
2270         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
2271
2272         /* group is entering throttled state, stop time */
2273         if (!cfs_rq->throttle_count)
2274                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq->clock_task;
2275         cfs_rq->throttle_count++;
2276
2277         return 0;
2278 }
2279
2280 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
2281 {
2282         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2283         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2284         struct sched_entity *se;
2285         long task_delta, dequeue = 1;
2286
2287         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
2288
2289         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
2290         rcu_read_lock();
2291         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
2292         rcu_read_unlock();
2293
2294         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
2295         for_each_sched_entity(se) {
2296                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
2297                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
2298                 if (!se->on_rq)
2299                         break;
2300
2301                 if (dequeue)
2302                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
2303                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
2304
2305                 if (qcfs_rq->load.weight)
2306                         dequeue = 0;
2307         }
2308
2309         if (!se)
2310                 rq->nr_running -= task_delta;
2311
2312         cfs_rq->throttled = 1;
2313         cfs_rq->throttled_clock = rq->clock;
2314         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2315         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
2316         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2317 }
2318
2319 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
2320 {
2321         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2322         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2323         struct sched_entity *se;
2324         int enqueue = 1;
2325         long task_delta;
2326
2327         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
2328
2329         cfs_rq->throttled = 0;
2330         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2331         cfs_b->throttled_time += rq->clock - cfs_rq->throttled_clock;
2332         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
2333         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2334
2335         update_rq_clock(rq);
2336         /* update hierarchical throttle state */
2337         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
2338
2339         if (!cfs_rq->load.weight)
2340                 return;
2341
2342         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
2343         for_each_sched_entity(se) {
2344                 if (se->on_rq)
2345                         enqueue = 0;
2346
2347                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2348                 if (enqueue)
2349                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
2350                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
2351
2352                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2353                         break;
2354         }
2355
2356         if (!se)
2357                 rq->nr_running += task_delta;
2358
2359         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
2360         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
2361                 resched_task(rq->curr);
2362 }
2363
2364 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
2365                 u64 remaining, u64 expires)
2366 {
2367         struct cfs_rq *cfs_rq;
2368         u64 runtime = remaining;
2369
2370         rcu_read_lock();
2371         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
2372                                 throttled_list) {
2373                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2374
2375                 raw_spin_lock(&rq->lock);
2376                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2377                         goto next;
2378
2379                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
2380                 if (runtime > remaining)
2381                         runtime = remaining;
2382                 remaining -= runtime;
2383
2384                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
2385                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
2386
2387                 /* we check whether we're throttled above */
2388                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
2389                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
2390
2391 next:
2392                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
2393
2394                 if (!remaining)
2395                         break;
2396         }
2397         rcu_read_unlock();
2398
2399         return remaining;
2400 }
2401
2402 /*
2403  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
2404  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
2405  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
2406  * used to track this state.
2407  */
2408 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
2409 {
2410         u64 runtime, runtime_expires;
2411         int idle = 1, throttled;
2412
2413         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2414         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
2415         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
2416                 goto out_unlock;
2417
2418         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
2419         /* idle depends on !throttled (for the case of a large deficit) */
2420         idle = cfs_b->idle && !throttled;
2421         cfs_b->nr_periods += overrun;
2422
2423         /* if we're going inactive then everything else can be deferred */
2424         if (idle)
2425                 goto out_unlock;
2426
2427         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
2428
2429         if (!throttled) {
2430                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
2431                 cfs_b->idle = 1;
2432                 goto out_unlock;
2433         }
2434
2435         /* account preceding periods in which throttling occurred */
2436         cfs_b->nr_throttled += overrun;
2437
2438         /*
2439          * There are throttled entities so we must first use the new bandwidth
2440          * to unthrottle them before making it generally available.  This
2441          * ensures that all existing debts will be paid before a new cfs_rq is
2442          * allowed to run.
2443          */
2444         runtime = cfs_b->runtime;
2445         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
2446         cfs_b->runtime = 0;
2447
2448         /*
2449          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth
2450          * while we unthrottle.  This can potentially race with an unthrottled
2451          * group trying to acquire new bandwidth from the global pool.
2452          */
2453         while (throttled && runtime > 0) {
2454                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2455                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
2456                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
2457                                                  runtime_expires);
2458                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2459
2460                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
2461         }
2462
2463         /* return (any) remaining runtime */
2464         cfs_b->runtime = runtime;
2465         /*
2466          * While we are ensured activity in the period following an
2467          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
2468          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
2469          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
2470          */
2471         cfs_b->idle = 0;
2472 out_unlock:
2473         if (idle)
2474                 cfs_b->timer_active = 0;
2475         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2476
2477         return idle;
2478 }
2479
2480 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
2481 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
2482 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
2483 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
2484 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
2485 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
2486
2487 /* are we near the end of the current quota period? */
2488 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
2489 {
2490         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
2491         u64 remaining;
2492
2493         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
2494         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
2495                 return 1;
2496
2497         /* is a quota refresh about to occur? */
2498         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
2499         if (remaining < min_expire)
2500                 return 1;
2501
2502         return 0;
2503 }
2504
2505 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2506 {
2507         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
2508
2509         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
2510         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
2511                 return;
2512
2513         start_bandwidth_timer(&cfs_b->slack_timer,
2514                                 ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period));
2515 }
2516
2517 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
2518 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2519 {
2520         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2521         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
2522
2523         if (slack_runtime <= 0)
2524                 return;
2525
2526         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2527         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
2528             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
2529                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
2530
2531                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
2532                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
2533                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
2534                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
2535         }
2536         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2537
2538         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
2539         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
2540 }
2541
2542 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2543 {
2544         if (!cfs_bandwidth_used())
2545                 return;
2546
2547         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
2548                 return;
2549
2550         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2551 }
2552
2553 /*
2554  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
2555  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
2556  */
2557 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2558 {
2559         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
2560         u64 expires;
2561
2562         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
2563         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration))
2564                 return;
2565
2566         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2567         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice) {
2568                 runtime = cfs_b->runtime;
2569                 cfs_b->runtime = 0;
2570         }
2571         expires = cfs_b->runtime_expires;
2572         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2573
2574         if (!runtime)
2575                 return;
2576
2577         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
2578
2579         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2580         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
2581                 cfs_b->runtime = runtime;
2582         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2583 }
2584
2585 /*
2586  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
2587  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
2588  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
2589  */
2590 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
2591 {
2592         if (!cfs_bandwidth_used())
2593                 return;
2594
2595         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
2596         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
2597                 return;
2598
2599         /* ensure the group is not already throttled */
2600         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2601                 return;
2602
2603         /* update runtime allocation */
2604         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
2605         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
2606                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
2607 }
2608
2609 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
2610 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2611 {
2612         if (!cfs_bandwidth_used())
2613                 return;
2614
2615         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
2616                 return;
2617
2618         /*
2619          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
2620          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
2621          */
2622         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2623                 return;
2624
2625         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
2626 }
2627
2628 static inline u64 default_cfs_period(void);
2629 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun);
2630 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
2631
2632 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
2633 {
2634         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
2635                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
2636         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
2637
2638         return HRTIMER_NORESTART;
2639 }
2640
2641 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
2642 {
2643         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
2644                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
2645         ktime_t now;
2646         int overrun;
2647         int idle = 0;
2648
2649         for (;;) {
2650                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
2651                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, cfs_b->period);
2652
2653                 if (!overrun)
2654                         break;
2655
2656                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
2657         }
2658
2659         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
2660 }
2661
2662 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2663 {
2664         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
2665         cfs_b->runtime = 0;
2666         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
2667         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
2668
2669         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
2670         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
2671         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
2672         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
2673         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
2674 }
2675
2676 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2677 {
2678         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
2679         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
2680 }
2681
2682 /* requires cfs_b->lock, may release to reprogram timer */
2683 void __start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2684 {
2685         /*
2686          * The timer may be active because we're trying to set a new bandwidth
2687          * period or because we're racing with the tear-down path
2688          * (timer_active==0 becomes visible before the hrtimer call-back
2689          * terminates).  In either case we ensure that it's re-programmed
2690          */
2691         while (unlikely(hrtimer_active(&cfs_b->period_timer))) {
2692                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2693                 /* ensure cfs_b->lock is available while we wait */
2694                 hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
2695
2696                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2697                 /* if someone else restarted the timer then we're done */
2698                 if (cfs_b->timer_active)
2699                         return;
2700         }
2701
2702         cfs_b->timer_active = 1;
2703         start_bandwidth_timer(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
2704 }
2705
2706 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2707 {
2708         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
2709         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
2710 }
2711
2712 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
2713 {
2714         struct cfs_rq *cfs_rq;
2715
2716         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
2717                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2718
2719                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
2720                         continue;
2721
2722                 /*
2723                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
2724                  * there's some valid quota amount
2725                  */
2726                 cfs_rq->runtime_remaining = cfs_b->quota;
2727                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2728                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
2729         }
2730 }
2731
2732 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
2733 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
2734 {
2735         return rq_of(cfs_rq)->clock_task;
2736 }
2737
2738 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq,
2739                                      unsigned long delta_exec) {}
2740 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2741 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2742 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2743
2744 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
2745 {
2746         return 0;
2747 }
2748
2749 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
2750 {
2751         return 0;
2752 }
2753
2754 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
2755                                     int src_cpu, int dest_cpu)
2756 {
2757         return 0;
2758 }
2759
2760 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
2761
2762 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2763 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2764 #endif
2765
2766 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
2767 {
2768         return NULL;
2769 }
2770 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
2771 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
2772
2773 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
2774
2775 /**************************************************
2776  * CFS operations on tasks:
2777  */
2778
2779 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
2780 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2781 {
2782         struct sched_entity *se = &p->se;
2783         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2784
2785         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
2786
2787         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
2788                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
2789                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
2790                 s64 delta = slice - ran;
2791
2792                 if (delta < 0) {
2793                         if (rq->curr == p)
2794                                 resched_task(p);
2795                         return;
2796                 }
2797
2798                 /*
2799                  * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
2800                  * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
2801                  */
2802                 if (rq->curr != p)
2803                         delta = max_t(s64, 10000LL, delta);
2804
2805                 hrtick_start(rq, delta);
2806         }
2807 }
2808
2809 /*
2810  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
2811  * current task is from our class and nr_running is low enough
2812  * to matter.
2813  */
2814 static void hrtick_update(struct rq *rq)
2815 {
2816         struct task_struct *curr = rq->curr;
2817
2818         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
2819                 return;
2820
2821         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
2822                 hrtick_start_fair(rq, curr);
2823 }
2824 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
2825 static inline void
2826 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2827 {
2828 }
2829
2830 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
2831 {
2832 }
2833 #endif
2834
2835 /*
2836  * The enqueue_task method is called before nr_running is
2837  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
2838  * then put the task into the rbtree:
2839  */
2840 static void
2841 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2842 {
2843         struct cfs_rq *cfs_rq;
2844         struct sched_entity *se = &p->se;
2845
2846         for_each_sched_entity(se) {
2847                 if (se->on_rq)
2848                         break;
2849                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2850                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
2851
2852                 /*
2853                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
2854                  *
2855                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
2856                  * post the final h_nr_running increment below.
2857                 */
2858                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2859                         break;
2860                 cfs_rq->h_nr_running++;
2861
2862                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
2863         }
2864
2865         for_each_sched_entity(se) {
2866                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2867                 cfs_rq->h_nr_running++;
2868
2869                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2870                         break;
2871
2872                 update_cfs_shares(cfs_rq);
2873                 update_entity_load_avg(se, 1);
2874         }
2875
2876         if (!se) {
2877                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
2878                 inc_nr_running(rq);
2879         }
2880         hrtick_update(rq);
2881 }
2882
2883 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
2884
2885 /*
2886  * The dequeue_task method is called before nr_running is
2887  * decreased. We remove the task from the rbtree and
2888  * update the fair scheduling stats:
2889  */
2890 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2891 {
2892         struct cfs_rq *cfs_rq;
2893         struct sched_entity *se = &p->se;
2894         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
2895
2896         for_each_sched_entity(se) {
2897                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2898                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
2899
2900                 /*
2901                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
2902                  *
2903                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
2904                  * post the final h_nr_running decrement below.
2905                 */
2906                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2907                         break;
2908                 cfs_rq->h_nr_running--;
2909
2910                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
2911                 if (cfs_rq->load.weight) {
2912                         /*
2913                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
2914                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
2915                          */
2916                         if (task_sleep && parent_entity(se))
2917                                 set_next_buddy(parent_entity(se));
2918
2919                         /* avoid re-evaluating load for this entity */
2920                         se = parent_entity(se);
2921                         break;
2922                 }
2923                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
2924         }
2925
2926         for_each_sched_entity(se) {
2927                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2928                 cfs_rq->h_nr_running--;
2929
2930                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2931                         break;
2932
2933                 update_cfs_shares(cfs_rq);
2934                 update_entity_load_avg(se, 1);
2935         }
2936
2937         if (!se) {
2938                 dec_nr_running(rq);
2939                 update_rq_runnable_avg(rq, 1);
2940         }
2941         hrtick_update(rq);
2942 }
2943
2944 #ifdef CONFIG_SMP
2945 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
2946 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
2947 {
2948         return cpu_rq(cpu)->load.weight;
2949 }
2950
2951 /*
2952  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
2953  * according to the scheduling class and "nice" value.
2954  *
2955  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
2956  * balance conservatively.
2957  */
2958 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
2959 {
2960         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2961         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
2962
2963         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
2964                 return total;
2965
2966         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
2967 }
2968
2969 /*
2970  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
2971  * according to the scheduling class and "nice" value.
2972  */
2973 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
2974 {
2975         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2976         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
2977
2978         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
2979                 return total;
2980
2981         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
2982 }
2983
2984 static unsigned long power_of(int cpu)
2985 {
2986         return cpu_rq(cpu)->cpu_power;
2987 }
2988
2989 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
2990 {
2991         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2992         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
2993
2994         if (nr_running)
2995                 return rq->load.weight / nr_running;
2996
2997         return 0;
2998 }
2999
3000
3001 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
3002 {
3003         struct sched_entity *se = &p->se;
3004         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3005         u64 min_vruntime;
3006
3007 #ifndef CONFIG_64BIT
3008         u64 min_vruntime_copy;
3009
3010         do {
3011                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
3012                 smp_rmb();
3013                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3014         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
3015 #else
3016         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3017 #endif
3018
3019         se->vruntime -= min_vruntime;
3020 }
3021
3022 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3023 /*
3024  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
3025  *
3026  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
3027  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
3028  * can calculate the shift in shares.
3029  *
3030  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
3031  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
3032  * total group weight.
3033  *
3034  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
3035  * distribution (s_i) using:
3036  *
3037  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
3038  *
3039  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
3040  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
3041  * shares distribution (s_i):
3042  *
3043  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
3044  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
3045  *
3046  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
3047  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
3048  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
3049  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
3050  *
3051  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
3052  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
3053  *
3054  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
3055  *
3056  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
3057  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
3058  * weight and shares distributions like:
3059  *
3060  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
3061  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
3062  *
3063  * We can then compute the difference in effective weight by using:
3064  *
3065  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
3066  *
3067  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
3068  *
3069  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
3070  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
3071  * 4/7) times the weight of the group.
3072  */
3073 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
3074 {
3075         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
3076
3077         if (!tg->parent)        /* the trivial, non-cgroup case */
3078                 return wl;
3079
3080         for_each_sched_entity(se) {
3081                 long w, W;
3082
3083                 tg = se->my_q->tg;
3084
3085                 /*
3086                  * W = @wg + \Sum rw_j
3087                  */
3088                 W = wg + calc_tg_weight(tg, se->my_q);
3089
3090                 /*
3091                  * w = rw_i + @wl
3092                  */
3093                 w = se->my_q->load.weight + wl;
3094
3095                 /*
3096                  * wl = S * s'_i; see (2)
3097                  */
3098                 if (W > 0 && w < W)
3099                         wl = (w * tg->shares) / W;
3100                 else
3101                         wl = tg->shares;
3102
3103                 /*
3104                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
3105                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
3106                  * calc_cfs_shares().
3107                  */
3108                 if (wl < MIN_SHARES)
3109                         wl = MIN_SHARES;
3110
3111                 /*
3112                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
3113                  */
3114                 wl -= se->load.weight;
3115
3116                 /*
3117                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
3118                  * the final effective load change on the root group. Since
3119                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
3120                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
3121                  * resulting from this level per the above.
3122                  */
3123                 wg = 0;
3124         }
3125
3126         return wl;
3127 }
3128 #else
3129
3130 static inline unsigned long effective_load(struct task_group *tg, int cpu,
3131                 unsigned long wl, unsigned long wg)
3132 {
3133         return wl;
3134 }
3135
3136 #endif
3137
3138 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
3139 {
3140         s64 this_load, load;
3141         int idx, this_cpu, prev_cpu;
3142         unsigned long tl_per_task;
3143         struct task_group *tg;
3144         unsigned long weight;
3145         int balanced;
3146
3147         idx       = sd->wake_idx;
3148         this_cpu  = smp_processor_id();
3149         prev_cpu  = task_cpu(p);
3150         load      = source_load(prev_cpu, idx);
3151         this_load = target_load(this_cpu, idx);
3152
3153         /*
3154          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
3155          * effect of the currently running task from the load
3156          * of the current CPU:
3157          */
3158         if (sync) {
3159                 tg = task_group(current);
3160                 weight = current->se.load.weight;
3161
3162                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
3163                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
3164         }
3165
3166         tg = task_group(p);
3167         weight = p->se.load.weight;
3168
3169         /*
3170          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
3171          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
3172          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
3173          * about that, so that's good too.
3174          *
3175          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
3176          * task to be woken on this_cpu.
3177          */
3178         if (this_load > 0) {
3179                 s64 this_eff_load, prev_eff_load;
3180
3181                 this_eff_load = 100;
3182                 this_eff_load *= power_of(prev_cpu);
3183                 this_eff_load *= this_load +
3184                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
3185
3186                 prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
3187                 prev_eff_load *= power_of(this_cpu);
3188                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
3189
3190                 balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
3191         } else
3192                 balanced = true;
3193
3194         /*
3195          * If the currently running task will sleep within
3196          * a reasonable amount of time then attract this newly
3197          * woken task:
3198          */
3199         if (sync && balanced)
3200                 return 1;
3201
3202         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
3203         tl_per_task = cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
3204
3205         if (balanced ||
3206             (this_load <= load &&
3207              this_load + target_load(prev_cpu, idx) <= tl_per_task)) {
3208                 /*
3209                  * This domain has SD_WAKE_AFFINE and
3210                  * p is cache cold in this domain, and
3211                  * there is no bad imbalance.
3212                  */
3213                 schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
3214                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
3215
3216                 return 1;
3217         }
3218         return 0;
3219 }
3220
3221 /*
3222  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
3223  * domain.
3224  */
3225 static struct sched_group *
3226 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
3227                   int this_cpu, int load_idx)
3228 {
3229         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
3230         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
3231         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
3232
3233         do {
3234                 unsigned long load, avg_load;
3235                 int local_group;
3236                 int i;
3237
3238                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
3239                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
3240                                         tsk_cpus_allowed(p)))
3241                         continue;
3242
3243                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
3244                                                sched_group_cpus(group));
3245
3246                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
3247                 avg_load = 0;
3248
3249                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
3250                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
3251                         if (local_group)
3252                                 load = source_load(i, load_idx);
3253                         else
3254                                 load = target_load(i, load_idx);
3255
3256                         avg_load += load;
3257                 }
3258
3259                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
3260                 avg_load = (avg_load * SCHED_POWER_SCALE) / group->sgp->power;
3261
3262                 if (local_group) {
3263                         this_load = avg_load;
3264                 } else if (avg_load < min_load) {
3265                         min_load = avg_load;
3266                         idlest = group;
3267                 }
3268         } while (group = group->next, group != sd->groups);
3269
3270         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
3271                 return NULL;
3272         return idlest;
3273 }
3274
3275 /*
3276  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
3277  */
3278 static int
3279 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
3280 {
3281         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
3282         int idlest = -1;
3283         int i;
3284
3285         /* Traverse only the allowed CPUs */
3286         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
3287                 load = weighted_cpuload(i);
3288
3289                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
3290                         min_load = load;
3291                         idlest = i;
3292                 }
3293         }
3294
3295         return idlest;
3296 }
3297
3298 /*
3299  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
3300  */
3301 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
3302 {
3303         struct sched_domain *sd;
3304         struct sched_group *sg;
3305         int i = task_cpu(p);
3306
3307         if (idle_cpu(target))
3308                 return target;
3309
3310         /*
3311          * If the prevous cpu is cache affine and idle, don't be stupid.
3312          */
3313         if (i != target && cpus_share_cache(i, target) && idle_cpu(i))
3314                 return i;
3315
3316         /*
3317          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
3318          */
3319         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
3320         for_each_lower_domain(sd) {
3321                 sg = sd->groups;
3322                 do {
3323                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
3324                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
3325                                 goto next;
3326
3327                         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
3328                                 if (i == target || !idle_cpu(i))
3329                                         goto next;
3330                         }
3331
3332                         target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
3333                                         tsk_cpus_allowed(p));
3334                         goto done;
3335 next:
3336                         sg = sg->next;
3337                 } while (sg != sd->groups);
3338         }
3339 done:
3340         return target;
3341 }
3342
3343 #ifdef CONFIG_SCHED_HMP
3344 /*
3345  * Heterogenous multiprocessor (HMP) optimizations
3346  *
3347  * The cpu types are distinguished using a list of hmp_domains
3348  * which each represent one cpu type using a cpumask.
3349  * The list is assumed ordered by compute capacity with the
3350  * fastest domain first.
3351  */
3352 DEFINE_PER_CPU(struct hmp_domain *, hmp_cpu_domain);
3353
3354 extern void __init arch_get_hmp_domains(struct list_head *hmp_domains_list);
3355
3356 /* Setup hmp_domains */
3357 static int __init hmp_cpu_mask_setup(void)
3358 {
3359         char buf[64];
3360         struct hmp_domain *domain;
3361         struct list_head *pos;
3362         int dc, cpu;
3363
3364         pr_debug("Initializing HMP scheduler:\n");
3365
3366         /* Initialize hmp_domains using platform code */
3367         arch_get_hmp_domains(&hmp_domains);
3368         if (list_empty(&hmp_domains)) {
3369                 pr_debug("HMP domain list is empty!\n");
3370                 return 0;
3371         }
3372
3373         /* Print hmp_domains */
3374         dc = 0;
3375         list_for_each(pos, &hmp_domains) {
3376                 domain = list_entry(pos, struct hmp_domain, hmp_domains);
3377                 cpulist_scnprintf(buf, 64, &domain->cpus);
3378                 pr_debug("  HMP domain %d: %s\n", dc, buf);
3379
3380                 for_each_cpu_mask(cpu, domain->cpus) {
3381                         per_cpu(hmp_cpu_domain, cpu) = domain;
3382                 }
3383                 dc++;
3384         }
3385
3386         return 1;
3387 }
3388
3389 /*
3390  * Migration thresholds should be in the range [0..1023]
3391  * hmp_up_threshold: min. load required for migrating tasks to a faster cpu
3392  * hmp_down_threshold: max. load allowed for tasks migrating to a slower cpu
3393  * The default values (512, 256) offer good responsiveness, but may need
3394  * tweaking suit particular needs.
3395  */
3396 unsigned int hmp_up_threshold = 512;
3397 unsigned int hmp_down_threshold = 256;
3398
3399 static unsigned int hmp_up_migration(int cpu, struct sched_entity *se);
3400 static unsigned int hmp_down_migration(int cpu, struct sched_entity *se);
3401
3402 /* Check if cpu is in fastest hmp_domain */
3403 static inline unsigned int hmp_cpu_is_fastest(int cpu)
3404 {
3405         struct list_head *pos;
3406
3407         pos = &hmp_cpu_domain(cpu)->hmp_domains;
3408         return pos == hmp_domains.next;
3409 }
3410
3411 /* Check if cpu is in slowest hmp_domain */
3412 static inline unsigned int hmp_cpu_is_slowest(int cpu)
3413 {
3414         struct list_head *pos;
3415
3416         pos = &hmp_cpu_domain(cpu)->hmp_domains;
3417         return list_is_last(pos, &hmp_domains);
3418 }
3419
3420 /* Next (slower) hmp_domain relative to cpu */
3421 static inline struct hmp_domain *hmp_slower_domain(int cpu)
3422 {
3423         struct list_head *pos;
3424
3425         pos = &hmp_cpu_domain(cpu)->hmp_domains;
3426         return list_entry(pos->next, struct hmp_domain, hmp_domains);
3427 }
3428
3429 /* Previous (faster) hmp_domain relative to cpu */
3430 static inline struct hmp_domain *hmp_faster_domain(int cpu)
3431 {
3432         struct list_head *pos;
3433
3434         pos = &hmp_cpu_domain(cpu)->hmp_domains;
3435         return list_entry(pos->prev, struct hmp_domain, hmp_domains);
3436 }
3437
3438 /*
3439  * Selects a cpu in previous (faster) hmp_domain
3440  * Note that cpumask_any_and() returns the first cpu in the cpumask
3441  */
3442 static inline unsigned int hmp_select_faster_cpu(struct task_struct *tsk,
3443                                                         int cpu)
3444 {
3445         return cpumask_any_and(&hmp_faster_domain(cpu)->cpus,
3446                                 tsk_cpus_allowed(tsk));
3447 }
3448
3449 /*
3450  * Selects a cpu in next (slower) hmp_domain
3451  * Note that cpumask_any_and() returns the first cpu in the cpumask
3452  */
3453 static inline unsigned int hmp_select_slower_cpu(struct task_struct *tsk,
3454                                                         int cpu)
3455 {
3456         return cpumask_any_and(&hmp_slower_domain(cpu)->cpus,
3457                                 tsk_cpus_allowed(tsk));
3458 }
3459
3460 #endif /* CONFIG_SCHED_HMP */
3461
3462 /*
3463  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
3464  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
3465  * SD_BALANCE_EXEC.
3466  *
3467  * Balance, ie. select the least loaded group.
3468  *
3469  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
3470  *
3471  * preempt must be disabled.
3472  */
3473 static int
3474 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int sd_flag, int wake_flags)
3475 {
3476         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
3477         int cpu = smp_processor_id();
3478         int prev_cpu = task_cpu(p);
3479         int new_cpu = cpu;
3480         int want_affine = 0;
3481         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
3482
3483         if (p->nr_cpus_allowed == 1)
3484                 return prev_cpu;
3485
3486         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
3487                 if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
3488                         want_affine = 1;
3489                 new_cpu = prev_cpu;
3490         }
3491
3492         rcu_read_lock();
3493         for_each_domain(cpu, tmp) {
3494                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
3495                         continue;
3496
3497                 /*
3498                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
3499                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
3500                  */
3501                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
3502                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
3503                         affine_sd = tmp;
3504                         break;
3505                 }
3506
3507                 if (tmp->flags & sd_flag)
3508                         sd = tmp;
3509         }
3510
3511         if (affine_sd) {
3512                 if (cpu != prev_cpu && wake_affine(affine_sd, p, sync))
3513                         prev_cpu = cpu;
3514
3515                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu);
3516                 goto unlock;
3517         }
3518
3519         while (sd) {
3520                 int load_idx = sd->forkexec_idx;
3521                 struct sched_group *group;
3522                 int weight;
3523
3524                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
3525                         sd = sd->child;
3526                         continue;
3527                 }
3528
3529                 if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
3530                         load_idx = sd->wake_idx;
3531
3532                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, load_idx);
3533                 if (!group) {
3534                         sd = sd->child;
3535                         continue;
3536                 }
3537
3538                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
3539                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
3540                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
3541                         sd = sd->child;
3542                         continue;
3543                 }
3544
3545                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
3546                 cpu = new_cpu;
3547                 weight = sd->span_weight;
3548                 sd = NULL;
3549                 for_each_domain(cpu, tmp) {
3550                         if (weight <= tmp->span_weight)
3551                                 break;
3552                         if (tmp->flags & sd_flag)
3553                                 sd = tmp;
3554                 }
3555                 /* while loop will break here if sd == NULL */
3556         }
3557 unlock:
3558         rcu_read_unlock();
3559
3560 #ifdef CONFIG_SCHED_HMP
3561         if (hmp_up_migration(prev_cpu, &p->se))
3562                 return hmp_select_faster_cpu(p, prev_cpu);
3563         if (hmp_down_migration(prev_cpu, &p->se))
3564                 return hmp_select_slower_cpu(p, prev_cpu);
3565         /* Make sure that the task stays in its previous hmp domain */
3566         if (!cpumask_test_cpu(new_cpu, &hmp_cpu_domain(prev_cpu)->cpus))
3567                 return prev_cpu;
3568 #endif
3569
3570         return new_cpu;
3571 }
3572
3573 /*
3574  * Load-tracking only depends on SMP, FAIR_GROUP_SCHED dependency below may be
3575  * removed when useful for applications beyond shares distribution (e.g.
3576  * load-balance).
3577  */
3578 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3579 /*
3580  * Called immediately before a task is migrated to a new cpu; task_cpu(p) and
3581  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
3582  * previous cpu.  However, the caller only guarantees p->pi_lock is held; no
3583  * other assumptions, including the state of rq->lock, should be made.
3584  */
3585 static void
3586 migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int next_cpu)
3587 {
3588         struct sched_entity *se = &p->se;
3589         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3590
3591         /*
3592          * Load tracking: accumulate removed load so that it can be processed
3593          * when we next update owning cfs_rq under rq->lock.  Tasks contribute
3594          * to blocked load iff they have a positive decay-count.  It can never
3595          * be negative here since on-rq tasks have decay-count == 0.
3596          */
3597         if (se->avg.decay_count) {
3598                 se->avg.decay_count = -__synchronize_entity_decay(se);
3599                 atomic64_add(se->avg.load_avg_contrib, &cfs_rq->removed_load);
3600         }
3601 }
3602 #endif
3603 #endif /* CONFIG_SMP */
3604
3605 static unsigned long
3606 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
3607 {
3608         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
3609
3610         /*
3611          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
3612          * to virtual-time in his units.
3613          *
3614          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
3615          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
3616          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
3617          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
3618          * be smaller, again penalizing the lighter task.
3619          *
3620          * This is especially important for buddies when the leftmost
3621          * task is higher priority than the buddy.
3622          */
3623         return calc_delta_fair(gran, se);
3624 }
3625
3626 /*
3627  * Should 'se' preempt 'curr'.
3628  *
3629  *             |s1
3630  *        |s2
3631  *   |s3
3632  *         g
3633  *      |<--->|c
3634  *
3635  *  w(c, s1) = -1
3636  *  w(c, s2) =  0
3637  *  w(c, s3) =  1
3638  *
3639  */
3640 static int
3641 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
3642 {
3643         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
3644
3645         if (vdiff <= 0)
3646                 return -1;
3647
3648         gran = wakeup_gran(curr, se);
3649         if (vdiff > gran)
3650                 return 1;
3651
3652         return 0;
3653 }
3654
3655 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
3656 {
3657         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
3658                 return;
3659
3660         for_each_sched_entity(se)
3661                 cfs_rq_of(se)->last = se;
3662 }
3663
3664 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
3665 {
3666         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
3667                 return;
3668
3669         for_each_sched_entity(se)
3670                 cfs_rq_of(se)->next = se;
3671 }
3672
3673 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
3674 {
3675         for_each_sched_entity(se)
3676                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
3677 }
3678
3679 /*
3680  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
3681  */
3682 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
3683 {
3684         struct task_struct *curr = rq->curr;
3685         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
3686         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
3687         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
3688         int next_buddy_marked = 0;
3689
3690         if (unlikely(se == pse))
3691                 return;
3692
3693         /*
3694          * This is possible from callers such as move_task(), in which we
3695          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
3696          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
3697          * next-buddy nomination below.
3698          */
3699         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
3700                 return;
3701
3702         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
3703                 set_next_buddy(pse);
3704                 next_buddy_marked = 1;
3705         }
3706
3707         /*
3708          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
3709          * wake up path.
3710          *
3711          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
3712          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
3713          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
3714          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
3715          * below.
3716          */
3717         if (test_tsk_need_resched(curr))
3718                 return;
3719
3720         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
3721         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
3722             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
3723                 goto preempt;
3724
3725         /*
3726          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
3727          * is driven by the tick):
3728          */
3729         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
3730                 return;
3731
3732         find_matching_se(&se, &pse);
3733         update_curr(cfs_rq_of(se));
3734         BUG_ON(!pse);
3735         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
3736                 /*
3737                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
3738                  * triggering this preemption.
3739                  */
3740                 if (!next_buddy_marked)
3741                         set_next_buddy(pse);
3742                 goto preempt;
3743         }
3744
3745         return;
3746
3747 preempt:
3748         resched_task(curr);
3749         /*
3750          * Only set the backward buddy when the current task is still
3751          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
3752          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
3753          * point, either of which can * drop the rq lock.
3754          *
3755          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
3756          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
3757          */
3758         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
3759                 return;
3760
3761         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
3762                 set_last_buddy(se);
3763 }
3764
3765 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
3766 {
3767         struct task_struct *p;
3768         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
3769         struct sched_entity *se;
3770
3771         if (!cfs_rq->nr_running)
3772                 return NULL;
3773
3774         do {
3775                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
3776                 set_next_entity(cfs_rq, se);
3777                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
3778         } while (cfs_rq);
3779
3780         p = task_of(se);
3781         if (hrtick_enabled(rq))
3782                 hrtick_start_fair(rq, p);
3783
3784         return p;
3785 }
3786
3787 /*
3788  * Account for a descheduled task:
3789  */
3790 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
3791 {
3792         struct sched_entity *se = &prev->se;
3793         struct cfs_rq *cfs_rq;
3794
3795         for_each_sched_entity(se) {
3796                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3797                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
3798         }
3799 }
3800
3801 /*
3802  * sched_yield() is very simple
3803  *
3804  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
3805  */
3806 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
3807 {
3808         struct task_struct *curr = rq->curr;
3809         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
3810         struct sched_entity *se = &curr->se;
3811
3812         /*
3813          * Are we the only task in the tree?
3814          */
3815         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
3816                 return;
3817
3818         clear_buddies(cfs_rq, se);
3819
3820         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
3821                 update_rq_clock(rq);
3822                 /*
3823                  * Update run-time statistics of the 'current'.
3824                  */
3825                 update_curr(cfs_rq);
3826                 /*
3827                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
3828                  * so we don't do microscopic update in schedule()
3829                  * and double the fastpath cost.
3830                  */
3831                  rq->skip_clock_update = 1;
3832         }
3833
3834         set_skip_buddy(se);
3835 }
3836
3837 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
3838 {
3839         struct sched_entity *se = &p->se;
3840
3841         /* throttled hierarchies are not runnable */
3842         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
3843                 return false;
3844
3845         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
3846         set_next_buddy(se);
3847
3848         yield_task_fair(rq);
3849
3850         return true;
3851 }
3852
3853 #ifdef CONFIG_SMP
3854 /**************************************************
3855  * Fair scheduling class load-balancing methods.
3856  *
3857  * BASICS
3858  *
3859  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
3860  * per-cpu scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
3861  * time to each task. This is expressed in the following equation:
3862  *
3863  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
3864  *
3865  * Where W_i,n is the n-th weight average for cpu i. The instantaneous weight
3866  * W_i,0 is defined as:
3867  *
3868  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
3869  *
3870  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on cpu i. This weight
3871  * is derived from the nice value as per prio_to_weight[].
3872  *
3873  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
3874  * weight:
3875  *
3876  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
3877  *
3878  * P_i is the cpu power (or compute capacity) of cpu i, typically it is the
3879  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
3880  * can also include other factors [XXX].
3881  *
3882  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
3883  * directly from (1):
3884  *
3885  *   imb_i,j = max{ avg(W/P), W_i/P_i } - min{ avg(W/P), W_j/P_j }    (4)
3886  *
3887  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
3888  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
3889  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
3890  *
3891  * [XXX expand on:
3892  *     - infeasible weights;
3893  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
3894  *
3895  *
3896  * SCHED DOMAINS
3897  *
3898  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
3899  * for all i,j solution, we create a tree of cpus that follows the hardware
3900  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
3901  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of cpus going up the
3902  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
3903  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of cpus in
3904  * the groups.
3905  *
3906  * This yields:
3907  *
3908  *     log_2 n     1     n
3909  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
3910  *     i = 0      2^i   2^i
3911  *                               `- size of each group
3912  *         |         |     `- number of cpus doing load-balance
3913  *         |         `- freq
3914  *         `- sum over all levels
3915  *
3916  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
3917  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
3918  *
3919  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
3920  * to every other cpu in at most O(log n) steps:
3921  *
3922  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
3923  *
3924  *             log_2 n     
3925  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
3926  *             k = 0
3927  *
3928  * And you'll find that:
3929  *
3930  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
3931  *
3932  * Showing there's indeed a path between every cpu in at most O(log n) steps.
3933  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
3934  * of:
3935  *
3936  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
3937  *
3938  *
3939  * WORK CONSERVING
3940  *
3941  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
3942  * balancing is more aggressive and has the newly idle cpu iterate up the domain
3943  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
3944  *
3945  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
3946  * time.
3947  *
3948  * [XXX more?]
3949  *
3950  *
3951  * CGROUPS
3952  *
3953  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
3954  *
3955  *                                s_k,i
3956  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
3957  *                                 S_k
3958  *
3959  * Where
3960  *
3961  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
3962  *
3963  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on cpu i.
3964  *
3965  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
3966  * property.
3967  *
3968  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
3969  *      rewrite all of this once again.]
3970  */ 
3971
3972 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
3973
3974 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
3975 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
3976 #define LBF_SOME_PINNED 0x04
3977
3978 struct lb_env {
3979         struct sched_domain     *sd;
3980
3981         struct rq               *src_rq;
3982         int                     src_cpu;
3983
3984         int                     dst_cpu;
3985         struct rq               *dst_rq;
3986
3987         struct cpumask          *dst_grpmask;
3988         int                     new_dst_cpu;
3989         enum cpu_idle_type      idle;
3990         long                    imbalance;
3991         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
3992         struct cpumask          *cpus;
3993
3994         unsigned int            flags;
3995
3996         unsigned int            loop;
3997         unsigned int            loop_break;
3998         unsigned int            loop_max;
3999 };
4000
4001 /*
4002  * move_task - move a task from one runqueue to another runqueue.
4003  * Both runqueues must be locked.
4004  */
4005 static void move_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
4006 {
4007         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
4008         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
4009         activate_task(env->dst_rq, p, 0);
4010         check_preempt_curr(env->dst_rq, p, 0);
4011 }
4012
4013 /*
4014  * Is this task likely cache-hot:
4015  */
4016 static int
4017 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
4018 {
4019         s64 delta;
4020
4021         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
4022                 return 0;
4023
4024         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
4025                 return 0;
4026
4027         /*
4028          * Buddy candidates are cache hot:
4029          */
4030         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && this_rq()->nr_running &&
4031                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
4032                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
4033                 return 1;
4034
4035         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
4036                 return 1;
4037         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
4038                 return 0;
4039
4040         delta = now - p->se.exec_start;
4041
4042         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
4043 }
4044
4045 /*
4046  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
4047  */
4048 static
4049 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
4050 {
4051         int tsk_cache_hot = 0;
4052         /*
4053          * We do not migrate tasks that are:
4054          * 1) throttled_lb_pair, or
4055          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
4056          * 3) running (obviously), or
4057          * 4) are cache-hot on their current CPU.
4058          */
4059         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
4060                 return 0;
4061
4062         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
4063                 int cpu;
4064
4065                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
4066
4067                 /*
4068                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
4069                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
4070                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
4071                  *
4072                  * Also avoid computing new_dst_cpu if we have already computed
4073                  * one in current iteration.
4074                  */
4075                 if (!env->dst_grpmask || (env->flags & LBF_SOME_PINNED))
4076                         return 0;
4077
4078                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
4079                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
4080                         if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
4081                                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
4082                                 env->new_dst_cpu = cpu;
4083                                 break;
4084                         }
4085                 }
4086
4087                 return 0;
4088         }
4089
4090         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
4091         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
4092
4093         if (task_running(env->src_rq, p)) {
4094                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
4095                 return 0;
4096         }
4097
4098         /*
4099          * Aggressive migration if:
4100          * 1) task is cache cold, or
4101          * 2) too many balance attempts have failed.
4102          */
4103         tsk_cache_hot = task_hot(p, env->src_rq->clock_task, env->sd);
4104         if (!tsk_cache_hot ||
4105                 env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
4106
4107                 if (tsk_cache_hot) {
4108                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
4109                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
4110                 }
4111
4112                 return 1;
4113         }
4114
4115         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
4116         return 0;
4117 }
4118
4119 /*
4120  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
4121  * part of active balancing operations within "domain".
4122  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
4123  *
4124  * Called with both runqueues locked.
4125  */
4126 static int move_one_task(struct lb_env *env)
4127 {
4128         struct task_struct *p, *n;
4129
4130         list_for_each_entry_safe(p, n, &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
4131                 if (!can_migrate_task(p, env))
4132                         continue;
4133
4134                 move_task(p, env);
4135                 /*
4136                  * Right now, this is only the second place move_task()
4137                  * is called, so we can safely collect move_task()
4138                  * stats here rather than inside move_task().
4139                  */
4140                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
4141                 return 1;
4142         }
4143         return 0;
4144 }
4145
4146 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
4147
4148 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
4149
4150 /*
4151  * move_tasks tries to move up to imbalance weighted load from busiest to
4152  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
4153  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
4154  *
4155  * Called with both runqueues locked.
4156  */
4157 static int move_tasks(struct lb_env *env)
4158 {
4159         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
4160         struct task_struct *p;
4161         unsigned long load;
4162         int pulled = 0;
4163
4164         if (env->imbalance <= 0)
4165                 return 0;
4166
4167         while (!list_empty(tasks)) {
4168                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
4169
4170                 env->loop++;
4171                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
4172                 if (env->loop > env->loop_max)
4173                         break;
4174
4175                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
4176                 if (env->loop > env->loop_break) {
4177                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
4178                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
4179                         break;
4180                 }
4181
4182                 if (!can_migrate_task(p, env))
4183                         goto next;
4184
4185                 load = task_h_load(p);
4186
4187                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
4188                         goto next;
4189
4190                 if ((load / 2) > env->imbalance)
4191                         goto next;
4192
4193                 move_task(p, env);
4194                 pulled++;
4195                 env->imbalance -= load;
4196
4197 #ifdef CONFIG_PREEMPT
4198                 /*
4199                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
4200                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
4201                  * the critical section.
4202                  */
4203                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
4204                         break;
4205 #endif
4206
4207                 /*
4208                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
4209                  * weighted load.
4210                  */
4211                 if (env->imbalance <= 0)
4212                         break;
4213
4214                 continue;
4215 next:
4216                 list_move_tail(&p->se.group_node, tasks);
4217         }
4218
4219         /*
4220          * Right now, this is one of only two places move_task() is called,
4221          * so we can safely collect move_task() stats here rather than
4222          * inside move_task().
4223          */
4224         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], pulled);
4225
4226         return pulled;
4227 }
4228
4229 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4230 /*
4231  * update tg->load_weight by folding this cpu's load_avg
4232  */
4233 static void __update_blocked_averages_cpu(struct task_group *tg, int cpu)
4234 {
4235         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
4236         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
4237
4238         /* throttled entities do not contribute to load */
4239         if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
4240                 return;
4241
4242         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
4243
4244         if (se) {
4245                 update_entity_load_avg(se, 1);
4246                 /*
4247                  * We pivot on our runnable average having decayed to zero for
4248                  * list removal.  This generally implies that all our children
4249                  * have also been removed (modulo rounding error or bandwidth
4250                  * control); however, such cases are rare and we can fix these
4251                  * at enqueue.
4252                  *
4253                  * TODO: fix up out-of-order children on enqueue.
4254                  */
4255                 if (!se->avg.runnable_avg_sum && !cfs_rq->nr_running)
4256                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4257         } else {
4258                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4259                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
4260         }
4261 }
4262
4263 static void update_blocked_averages(int cpu)
4264 {
4265         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4266         struct cfs_rq *cfs_rq;
4267         unsigned long flags;
4268
4269         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
4270         update_rq_clock(rq);
4271         /*
4272          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
4273          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
4274          */
4275         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
4276                 /*
4277                  * Note: We may want to consider periodically releasing
4278                  * rq->lock about these updates so that creating many task
4279                  * groups does not result in continually extending hold time.
4280                  */
4281                 __update_blocked_averages_cpu(cfs_rq->tg, rq->cpu);
4282         }
4283
4284         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
4285 }
4286
4287 /*
4288  * Compute the cpu's hierarchical load factor for each task group.
4289  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
4290  * group is a fraction of its parents load.
4291  */
4292 static int tg_load_down(struct task_group *tg, void *data)
4293 {
4294         unsigned long load;
4295         long cpu = (long)data;
4296
4297         if (!tg->parent) {
4298                 load = cpu_rq(cpu)->load.weight;
4299         } else {
4300                 load = tg->parent->cfs_rq[cpu]->h_load;
4301                 load *= tg->se[cpu]->load.weight;
4302                 load /= tg->parent->cfs_rq[cpu]->load.weight + 1;
4303         }
4304
4305         tg->cfs_rq[cpu]->h_load = load;
4306
4307         return 0;
4308 }
4309
4310 static void update_h_load(long cpu)
4311 {
4312         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4313         unsigned long now = jiffies;
4314
4315         if (rq->h_load_throttle == now)
4316                 return;
4317
4318         rq->h_load_throttle = now;
4319
4320         rcu_read_lock();
4321         walk_tg_tree(tg_load_down, tg_nop, (void *)cpu);
4322         rcu_read_unlock();
4323 }
4324
4325 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
4326 {
4327         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
4328         unsigned long load;
4329
4330         load = p->se.load.weight;
4331         load = div_u64(load * cfs_rq->h_load, cfs_rq->load.weight + 1);
4332
4333         return load;
4334 }
4335 #else
4336 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
4337 {
4338 }
4339
4340 static inline void update_h_load(long cpu)
4341 {
4342 }
4343
4344 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
4345 {
4346         return p->se.load.weight;
4347 }
4348 #endif
4349
4350 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
4351 /*
4352  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
4353  *              during load balancing.
4354  */
4355 struct sd_lb_stats {
4356         struct sched_group *busiest; /* Busiest group in this sd */
4357         struct sched_group *this;  /* Local group in this sd */
4358         unsigned long total_load;  /* Total load of all groups in sd */
4359         unsigned long total_pwr;   /*   Total power of all groups in sd */
4360         unsigned long avg_load;    /* Average load across all groups in sd */
4361
4362         /** Statistics of this group */
4363         unsigned long this_load;
4364         unsigned long this_load_per_task;
4365         unsigned long this_nr_running;
4366         unsigned long this_has_capacity;
4367         unsigned int  this_idle_cpus;
4368
4369         /* Statistics of the busiest group */
4370         unsigned int  busiest_idle_cpus;
4371         unsigned long max_load;
4372         unsigned long busiest_load_per_task;
4373         unsigned long busiest_nr_running;
4374         unsigned long busiest_group_capacity;
4375         unsigned long busiest_has_capacity;
4376         unsigned int  busiest_group_weight;
4377
4378         int group_imb; /* Is there imbalance in this sd */
4379 };
4380
4381 /*
4382  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
4383  */
4384 struct sg_lb_stats {
4385         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
4386         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
4387         unsigned long sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
4388         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
4389         unsigned long group_capacity;
4390         unsigned long idle_cpus;
4391         unsigned long group_weight;
4392         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
4393         int group_has_capacity; /* Is there extra capacity in the group? */
4394 };
4395
4396 /**
4397  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
4398  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
4399  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
4400  */
4401 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
4402                                         enum cpu_idle_type idle)
4403 {
4404         int load_idx;
4405
4406         switch (idle) {
4407         case CPU_NOT_IDLE:
4408                 load_idx = sd->busy_idx;
4409                 break;
4410
4411         case CPU_NEWLY_IDLE:
4412                 load_idx = sd->newidle_idx;
4413                 break;
4414         default:
4415                 load_idx = sd->idle_idx;
4416                 break;
4417         }
4418
4419         return load_idx;
4420 }
4421
4422 static unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4423 {
4424         return SCHED_POWER_SCALE;
4425 }
4426
4427 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4428 {
4429         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
4430 }
4431
4432 static unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4433 {
4434         unsigned long weight = sd->span_weight;
4435         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
4436
4437         smt_gain /= weight;
4438
4439         return smt_gain;
4440 }
4441
4442 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4443 {
4444         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
4445 }
4446
4447 static unsigned long scale_rt_power(int cpu)
4448 {
4449         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4450         u64 total, available, age_stamp, avg;
4451
4452         /*
4453          * Since we're reading these variables without serialization make sure
4454          * we read them once before doing sanity checks on them.
4455          */
4456         age_stamp = ACCESS_ONCE(rq->age_stamp);
4457         avg = ACCESS_ONCE(rq->rt_avg);
4458
4459         total = sched_avg_period() + (rq->clock - age_stamp);
4460
4461         if (unlikely(total < avg)) {
4462                 /* Ensures that power won't end up being negative */
4463                 available = 0;
4464         } else {
4465                 available = total - avg;
4466         }
4467
4468         if (unlikely((s64)total < SCHED_POWER_SCALE))
4469                 total = SCHED_POWER_SCALE;
4470
4471         total >>= SCHED_POWER_SHIFT;
4472
4473         return div_u64(available, total);
4474 }
4475
4476 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4477 {
4478         unsigned long weight = sd->span_weight;
4479         unsigned long power = SCHED_POWER_SCALE;
4480         struct sched_group *sdg = sd->groups;
4481
4482         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
4483                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
4484                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
4485                 else
4486                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
4487
4488                 power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
4489         }
4490
4491         sdg->sgp->power_orig = power;
4492
4493         if (sched_feat(ARCH_POWER))
4494                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
4495         else
4496                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
4497
4498         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
4499
4500         power *= scale_rt_power(cpu);
4501         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
4502
4503         if (!power)
4504                 power = 1;
4505
4506         cpu_rq(cpu)->cpu_power = power;
4507         sdg->sgp->power = power;
4508 }
4509
4510 void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4511 {
4512         struct sched_domain *child = sd->child;
4513         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
4514         unsigned long power;
4515         unsigned long interval;
4516
4517         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
4518         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
4519         sdg->sgp->next_update = jiffies + interval;
4520
4521         if (!child) {
4522                 update_cpu_power(sd, cpu);
4523                 return;
4524         }
4525
4526         power = 0;
4527
4528         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
4529                 /*
4530                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
4531                  * span the current group.
4532                  */
4533
4534                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg))
4535                         power += power_of(cpu);
4536         } else  {
4537                 /*
4538                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
4539                  * span the current group.
4540                  */ 
4541
4542                 group = child->groups;
4543                 do {
4544                         power += group->sgp->power;
4545                         group = group->next;
4546                 } while (group != child->groups);
4547         }
4548
4549         sdg->sgp->power_orig = sdg->sgp->power = power;
4550 }
4551
4552 /*
4553  * Try and fix up capacity for tiny siblings, this is needed when
4554  * things like SD_ASYM_PACKING need f_b_g to select another sibling
4555  * which on its own isn't powerful enough.
4556  *
4557  * See update_sd_pick_busiest() and check_asym_packing().
4558  */
4559 static inline int
4560 fix_small_capacity(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group)
4561 {
4562         /*
4563          * Only siblings can have significantly less than SCHED_POWER_SCALE
4564          */
4565         if (!(sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER))
4566                 return 0;
4567
4568         /*
4569          * If ~90% of the cpu_power is still there, we're good.
4570          */
4571         if (group->sgp->power * 32 > group->sgp->power_orig * 29)
4572                 return 1;
4573
4574         return 0;
4575 }
4576
4577 /**
4578  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
4579  * @env: The load balancing environment.
4580  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
4581  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
4582  * @local_group: Does group contain this_cpu.
4583  * @balance: Should we balance.
4584  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
4585  */
4586 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
4587                         struct sched_group *group, int load_idx,
4588                         int local_group, int *balance, struct sg_lb_stats *sgs)
4589 {
4590         unsigned long nr_running, max_nr_running, min_nr_running;
4591         unsigned long load, max_cpu_load, min_cpu_load;
4592         unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
4593         unsigned long avg_load_per_task = 0;
4594         int i;
4595
4596         if (local_group)
4597                 balance_cpu = group_balance_cpu(group);
4598
4599         /* Tally up the load of all CPUs in the group */
4600         max_cpu_load = 0;
4601         min_cpu_load = ~0UL;
4602         max_nr_running = 0;
4603         min_nr_running = ~0UL;
4604
4605         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
4606                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
4607
4608                 nr_running = rq->nr_running;
4609
4610                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
4611                 if (local_group) {
4612                         if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu &&
4613                                         cpumask_test_cpu(i, sched_group_mask(group))) {
4614                                 first_idle_cpu = 1;
4615                                 balance_cpu = i;
4616                         }
4617
4618                         load = target_load(i, load_idx);
4619                 } else {
4620                         load = source_load(i, load_idx);
4621                         if (load > max_cpu_load)
4622                                 max_cpu_load = load;
4623                         if (min_cpu_load > load)
4624                                 min_cpu_load = load;
4625
4626                         if (nr_running > max_nr_running)
4627                                 max_nr_running = nr_running;
4628                         if (min_nr_running > nr_running)
4629                                 min_nr_running = nr_running;
4630                 }
4631
4632                 sgs->group_load += load;
4633                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
4634                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
4635                 if (idle_cpu(i))
4636                         sgs->idle_cpus++;
4637         }
4638
4639         /*
4640          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
4641          * is eligible for doing load balancing at this and above
4642          * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
4643          * to do the newly idle load balance.
4644          */
4645         if (local_group) {
4646                 if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE) {
4647                         if (balance_cpu != env->dst_cpu) {
4648                                 *balance = 0;
4649                                 return;
4650                         }
4651                         update_group_power(env->sd, env->dst_cpu);
4652                 } else if (time_after_eq(jiffies, group->sgp->next_update))
4653                         update_group_power(env->sd, env->dst_cpu);
4654         }
4655
4656         /* Adjust by relative CPU power of the group */
4657         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_POWER_SCALE) / group->sgp->power;
4658
4659         /*
4660          * Consider the group unbalanced when the imbalance is larger
4661          * than the average weight of a task.
4662          *
4663          * APZ: with cgroup the avg task weight can vary wildly and
4664          *      might not be a suitable number - should we keep a
4665          *      normalized nr_running number somewhere that negates
4666          *      the hierarchy?
4667          */
4668         if (sgs->sum_nr_running)
4669                 avg_load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
4670
4671         if ((max_cpu_load - min_cpu_load) >= avg_load_per_task &&
4672             (max_nr_running - min_nr_running) > 1)
4673                 sgs->group_imb = 1;
4674
4675         sgs->group_capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(group->sgp->power,
4676                                                 SCHED_POWER_SCALE);
4677         if (!sgs->group_capacity)
4678                 sgs->group_capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
4679         sgs->group_weight = group->group_weight;
4680
4681         if (sgs->group_capacity > sgs->sum_nr_running)
4682                 sgs->group_has_capacity = 1;
4683 }
4684
4685 /**
4686  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
4687  * @env: The load balancing environment.
4688  * @sds: sched_domain statistics
4689  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
4690  * @sgs: sched_group statistics
4691  *
4692  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
4693  * busiest group.
4694  */
4695 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
4696                                    struct sd_lb_stats *sds,
4697                                    struct sched_group *sg,
4698                                    struct sg_lb_stats *sgs)
4699 {
4700         if (sgs->avg_load <= sds->max_load)
4701                 return false;
4702
4703         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity)
4704                 return true;
4705
4706         if (sgs->group_imb)
4707                 return true;
4708
4709         /*
4710          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
4711          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
4712          * higher than ourself as busy.
4713          */
4714         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && sgs->sum_nr_running &&
4715             env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
4716                 if (!sds->busiest)
4717                         return true;
4718
4719                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
4720                         return true;
4721         }
4722
4723         return false;
4724 }
4725
4726 /**
4727  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
4728  * @env: The load balancing environment.
4729  * @balance: Should we balance.
4730  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
4731  */
4732 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env,
4733                                         int *balance, struct sd_lb_stats *sds)
4734 {
4735         struct sched_domain *child = env->sd->child;
4736         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
4737         struct sg_lb_stats sgs;
4738         int load_idx, prefer_sibling = 0;
4739
4740         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
4741                 prefer_sibling = 1;
4742
4743         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
4744
4745         do {
4746                 int local_group;
4747
4748                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
4749                 memset(&sgs, 0, sizeof(sgs));
4750                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, balance, &sgs);
4751
4752                 if (local_group && !(*balance))
4753                         return;
4754
4755                 sds->total_load += sgs.group_load;
4756                 sds->total_pwr += sg->sgp->power;
4757
4758                 /*
4759                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
4760                  * first, lower the sg capacity to one so that we'll try
4761                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
4762                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
4763                  * these excess tasks, i.e. nr_running < group_capacity. The
4764                  * extra check prevents the case where you always pull from the
4765                  * heaviest group when it is already under-utilized (possible
4766                  * with a large weight task outweighs the tasks on the system).
4767                  */
4768                 if (prefer_sibling && !local_group && sds->this_has_capacity)
4769                         sgs.group_capacity = min(sgs.group_capacity, 1UL);
4770
4771                 if (local_group) {
4772                         sds->this_load = sgs.avg_load;
4773                         sds->this = sg;
4774                         sds->this_nr_running = sgs.sum_nr_running;
4775                         sds->this_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
4776                         sds->this_has_capacity = sgs.group_has_capacity;
4777                         sds->this_idle_cpus = sgs.idle_cpus;
4778                 } else if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, &sgs)) {
4779                         sds->max_load = sgs.avg_load;
4780                         sds->busiest = sg;
4781                         sds->busiest_nr_running = sgs.sum_nr_running;
4782                         sds->busiest_idle_cpus = sgs.idle_cpus;
4783                         sds->busiest_group_capacity = sgs.group_capacity;
4784                         sds->busiest_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
4785                         sds->busiest_has_capacity = sgs.group_has_capacity;
4786                         sds->busiest_group_weight = sgs.group_weight;
4787                         sds->group_imb = sgs.group_imb;
4788                 }
4789
4790                 sg = sg->next;
4791         } while (sg != env->sd->groups);
4792 }
4793
4794 /**
4795  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
4796  *                      sched doman.
4797  *
4798  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
4799  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
4800  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
4801  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
4802  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
4803  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
4804  *
4805  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
4806  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
4807  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
4808  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
4809  * number.
4810  *
4811  * Returns 1 when packing is required and a task should be moved to
4812  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
4813  *
4814  * @env: The load balancing environment.
4815  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
4816  */
4817 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
4818 {
4819         int busiest_cpu;
4820
4821         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
4822                 return 0;
4823
4824         if (!sds->busiest)
4825                 return 0;
4826
4827         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
4828         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
4829                 return 0;
4830
4831         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
4832                 sds->max_load * sds->busiest->sgp->power, SCHED_POWER_SCALE);
4833
4834         return 1;
4835 }
4836
4837 /**
4838  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
4839  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
4840  *                      load balancing.
4841  * @env: The load balancing environment.
4842  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
4843  */
4844 static inline
4845 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
4846 {
4847         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
4848         unsigned int imbn = 2;
4849         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
4850
4851         if (sds->this_nr_running) {
4852                 sds->this_load_per_task /= sds->this_nr_running;
4853                 if (sds->busiest_load_per_task >
4854                                 sds->this_load_per_task)
4855                         imbn = 1;
4856         } else {
4857                 sds->this_load_per_task =
4858                         cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
4859         }
4860
4861         scaled_busy_load_per_task = sds->busiest_load_per_task
4862                                          * SCHED_POWER_SCALE;
4863         scaled_busy_load_per_task /= sds->busiest->sgp->power;
4864
4865         if (sds->max_load - sds->this_load + scaled_busy_load_per_task >=
4866                         (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
4867                 env->imbalance = sds->busiest_load_per_task;
4868                 return;
4869         }
4870
4871         /*
4872          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
4873          * however we may be able to increase total CPU power used by
4874          * moving them.
4875          */
4876
4877         pwr_now += sds->busiest->sgp->power *
4878                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load);
4879         pwr_now += sds->this->sgp->power *
4880                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load);
4881         pwr_now /= SCHED_POWER_SCALE;
4882
4883         /* Amount of load we'd subtract */
4884         tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
4885                 sds->busiest->sgp->power;
4886         if (sds->max_load > tmp)
4887                 pwr_move += sds->busiest->sgp->power *
4888                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load - tmp);
4889
4890         /* Amount of load we'd add */
4891         if (sds->max_load * sds->busiest->sgp->power <
4892                 sds->busiest_load_per_task * SCHED_POWER_SCALE)
4893                 tmp = (sds->max_load * sds->busiest->sgp->power) /
4894                         sds->this->sgp->power;
4895         else
4896                 tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
4897                         sds->this->sgp->power;
4898         pwr_move += sds->this->sgp->power *
4899                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load + tmp);
4900         pwr_move /= SCHED_POWER_SCALE;
4901
4902         /* Move if we gain throughput */
4903         if (pwr_move > pwr_now)
4904                 env->imbalance = sds->busiest_load_per_task;
4905 }
4906
4907 /**
4908  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
4909  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
4910  * @env: load balance environment
4911  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
4912  */
4913 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
4914 {
4915         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
4916
4917         sds->busiest_load_per_task /= sds->busiest_nr_running;
4918         if (sds->group_imb) {
4919                 sds->busiest_load_per_task =
4920                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->avg_load);
4921         }
4922
4923         /*
4924          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
4925          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
4926          * its cpu_power, while calculating max_load..)
4927          */
4928         if (sds->max_load < sds->avg_load) {
4929                 env->imbalance = 0;
4930                 return fix_small_imbalance(env, sds);
4931         }
4932
4933         if (!sds->group_imb) {
4934                 /*
4935                  * Don't want to pull so many tasks that a group would go idle.
4936                  */
4937                 load_above_capacity = (sds->busiest_nr_running -
4938                                                 sds->busiest_group_capacity);
4939
4940                 load_above_capacity *= (SCHED_LOAD_SCALE * SCHED_POWER_SCALE);
4941
4942                 load_above_capacity /= sds->busiest->sgp->power;
4943         }
4944
4945         /*
4946          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
4947          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
4948          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
4949          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
4950          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
4951          * for the minimum possible imbalance.
4952          * Be careful of negative numbers as they'll appear as very large values
4953          * with unsigned longs.
4954          */
4955         max_pull = min(sds->max_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
4956
4957         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
4958         env->imbalance = min(max_pull * sds->busiest->sgp->power,
4959                 (sds->avg_load - sds->this_load) * sds->this->sgp->power)
4960                         / SCHED_POWER_SCALE;
4961
4962         /*
4963          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
4964          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
4965          * a think about bumping its value to force at least one task to be
4966          * moved
4967          */
4968         if (env->imbalance < sds->busiest_load_per_task)
4969                 return fix_small_imbalance(env, sds);
4970
4971 }
4972
4973 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
4974
4975 /**
4976  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
4977  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
4978  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
4979  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
4980  * such a group exists.
4981  *
4982  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
4983  * to restore balance.
4984  *
4985  * @env: The load balancing environment.
4986  * @balance: Pointer to a variable indicating if this_cpu
4987  *      is the appropriate cpu to perform load balancing at this_level.
4988  *
4989  * Returns:     - the busiest group if imbalance exists.
4990  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
4991  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
4992  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
4993  */
4994 static struct sched_group *
4995 find_busiest_group(struct lb_env *env, int *balance)
4996 {
4997         struct sd_lb_stats sds;
4998
4999         memset(&sds, 0, sizeof(sds));
5000
5001         /*
5002          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
5003          * this level.
5004          */
5005         update_sd_lb_stats(env, balance, &sds);
5006
5007         /*
5008          * this_cpu is not the appropriate cpu to perform load balancing at
5009          * this level.
5010          */
5011         if (!(*balance))
5012                 goto ret;
5013
5014         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
5015             check_asym_packing(env, &sds))
5016                 return sds.busiest;
5017
5018         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
5019         if (!sds.busiest || sds.busiest_nr_running == 0)
5020                 goto out_balanced;
5021
5022         sds.avg_load = (SCHED_POWER_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
5023
5024         /*
5025          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
5026          * work because they assumes all things are equal, which typically
5027          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
5028          */
5029         if (sds.group_imb)
5030                 goto force_balance;
5031
5032         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
5033         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && sds.this_has_capacity &&
5034                         !sds.busiest_has_capacity)
5035                 goto force_balance;
5036
5037         /*
5038          * If the local group is more busy than the selected busiest group
5039          * don't try and pull any tasks.
5040          */
5041         if (sds.this_load >= sds.max_load)
5042                 goto out_balanced;
5043
5044         /*
5045          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
5046          * average load.
5047          */
5048         if (sds.this_load >= sds.avg_load)
5049                 goto out_balanced;
5050
5051         if (env->idle == CPU_IDLE) {
5052                 /*
5053                  * This cpu is idle. If the busiest group load doesn't
5054                  * have more tasks than the number of available cpu's and
5055                  * there is no imbalance between this and busiest group
5056                  * wrt to idle cpu's, it is balanced.
5057                  */
5058                 if ((sds.this_idle_cpus <= sds.busiest_idle_cpus + 1) &&
5059                     sds.busiest_nr_running <= sds.busiest_group_weight)
5060                         goto out_balanced;
5061         } else {
5062                 /*
5063                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
5064                  * imbalance_pct to be conservative.
5065                  */
5066                 if (100 * sds.max_load <= env->sd->imbalance_pct * sds.this_load)
5067                         goto out_balanced;
5068         }
5069
5070 force_balance:
5071         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
5072         calculate_imbalance(env, &sds);
5073         return sds.busiest;
5074
5075 out_balanced:
5076 ret:
5077         env->imbalance = 0;
5078         return NULL;
5079 }
5080
5081 /*
5082  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
5083  */
5084 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
5085                                      struct sched_group *group)
5086 {
5087         struct rq *busiest = NULL, *rq;
5088         unsigned long max_load = 0;
5089         int i;
5090
5091         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
5092                 unsigned long power = power_of(i);
5093                 unsigned long capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power,
5094                                                            SCHED_POWER_SCALE);
5095                 unsigned long wl;
5096
5097                 if (!capacity)
5098                         capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
5099
5100                 if (!cpumask_test_cpu(i, env->cpus))
5101                         continue;
5102
5103                 rq = cpu_rq(i);
5104                 wl = weighted_cpuload(i);
5105
5106                 /*
5107                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
5108                  * which is not scaled with the cpu power.
5109                  */
5110                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance)
5111                         continue;
5112
5113                 /*
5114                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
5115                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu power, so that
5116                  * the load can be moved away from the cpu that is potentially
5117                  * running at a lower capacity.
5118                  */
5119                 wl = (wl * SCHED_POWER_SCALE) / power;
5120
5121                 if (wl > max_load) {
5122                         max_load = wl;
5123                         busiest = rq;
5124                 }
5125         }
5126
5127         return busiest;
5128 }
5129
5130 /*
5131  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
5132  * so long as it is large enough.
5133  */
5134 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
5135
5136 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
5137 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
5138
5139 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
5140 {
5141         struct sched_domain *sd = env->sd;
5142
5143         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
5144
5145                 /*
5146                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
5147                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
5148                  * lowest numbered CPUs.
5149                  */
5150                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
5151                         return 1;
5152         }
5153
5154         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
5155 }
5156
5157 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
5158
5159 /*
5160  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
5161  * tasks if there is an imbalance.
5162  */
5163 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
5164                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
5165                         int *balance)
5166 {
5167         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
5168         struct sched_group *group;
5169         struct rq *busiest;
5170         unsigned long flags;
5171         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_mask);
5172
5173         struct lb_env env = {
5174                 .sd             = sd,
5175                 .dst_cpu        = this_cpu,
5176                 .dst_rq         = this_rq,
5177                 .dst_grpmask    = sched_group_cpus(sd->groups),
5178                 .idle           = idle,
5179                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
5180                 .cpus           = cpus,
5181         };
5182
5183         /*
5184          * For NEWLY_IDLE load_balancing, we don't need to consider
5185          * other cpus in our group
5186          */
5187         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
5188                 env.dst_grpmask = NULL;
5189
5190         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
5191
5192         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
5193
5194 redo:
5195         group = find_busiest_group(&env, balance);
5196
5197         if (*balance == 0)
5198                 goto out_balanced;
5199
5200         if (!group) {
5201                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
5202                 goto out_balanced;
5203         }
5204
5205         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
5206         if (!busiest) {
5207                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
5208                 goto out_balanced;
5209         }
5210
5211         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
5212
5213         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
5214
5215         ld_moved = 0;
5216         if (busiest->nr_running > 1) {
5217                 /*
5218                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
5219                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
5220                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
5221                  * correctly treated as an imbalance.
5222                  */
5223                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
5224                 env.src_cpu   = busiest->cpu;
5225                 env.src_rq    = busiest;
5226                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
5227
5228                 update_h_load(env.src_cpu);
5229 more_balance:
5230                 local_irq_save(flags);
5231                 double_rq_lock(env.dst_rq, busiest);
5232
5233                 /*
5234                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
5235                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
5236                  */
5237                 cur_ld_moved = move_tasks(&env);
5238                 ld_moved += cur_ld_moved;
5239                 double_rq_unlock(env.dst_rq, busiest);
5240                 local_irq_restore(flags);
5241
5242                 /*
5243                  * some other cpu did the load balance for us.
5244                  */
5245                 if (cur_ld_moved && env.dst_cpu != smp_processor_id())
5246                         resched_cpu(env.dst_cpu);
5247
5248                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
5249                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
5250                         goto more_balance;
5251                 }
5252
5253                 /*
5254                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
5255                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
5256                  * where they can run. The upper limit on how many times we
5257                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
5258                  * sched_group.
5259                  *
5260                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
5261                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
5262                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
5263                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
5264                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
5265                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
5266                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
5267                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
5268                  * This however should not happen so much in practice and
5269                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
5270                  * excess load moved.
5271                  */
5272                 if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0) {
5273
5274                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
5275                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
5276                         env.flags       &= ~LBF_SOME_PINNED;
5277                         env.loop         = 0;
5278                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
5279
5280                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
5281                         cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
5282
5283                         /*
5284                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
5285                          * need to continue with same src_cpu.
5286                          */
5287                         goto more_balance;
5288                 }
5289
5290                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
5291                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
5292                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
5293                         if (!cpumask_empty(cpus)) {
5294                                 env.loop = 0;
5295                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
5296                                 goto redo;
5297                         }
5298                         goto out_balanced;
5299                 }
5300         }
5301
5302         if (!ld_moved) {
5303                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
5304                 /*
5305                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
5306                  * We do not want newidle balance, which can be very
5307                  * frequent, pollute the failure counter causing
5308                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
5309                  */
5310                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
5311                         sd->nr_balance_failed++;
5312
5313                 if (need_active_balance(&env)) {
5314                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
5315
5316                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
5317                          * if the curr task on busiest cpu can't be
5318                          * moved to this_cpu
5319                          */
5320                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
5321                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
5322                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
5323                                                             flags);
5324                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
5325                                 goto out_one_pinned;
5326                         }
5327
5328                         /*
5329                          * ->active_balance synchronizes accesses to
5330                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
5331                          * only after active load balance is finished.
5332                          */
5333                         if (!busiest->active_balance) {
5334                                 busiest->active_balance = 1;
5335                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
5336                                 active_balance = 1;
5337                         }
5338                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
5339
5340                         if (active_balance) {
5341                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
5342                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
5343                                         &busiest->active_balance_work);
5344                         }
5345
5346                         /*
5347                          * We've kicked active balancing, reset the failure
5348                          * counter.
5349                          */
5350                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
5351                 }
5352         } else
5353                 sd->nr_balance_failed = 0;
5354
5355         if (likely(!active_balance)) {
5356                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
5357                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
5358         } else {
5359                 /*
5360                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
5361                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
5362                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
5363                  * move_tasks).
5364                  */
5365                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
5366                         sd->balance_interval *= 2;
5367         }
5368
5369         goto out;
5370
5371 out_balanced:
5372         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
5373
5374         sd->nr_balance_failed = 0;
5375
5376 out_one_pinned:
5377         /* tune up the balancing interval */
5378         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
5379                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
5380                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
5381                 sd->balance_interval *= 2;
5382
5383         ld_moved = 0;
5384 out:
5385         return ld_moved;
5386 }
5387
5388 /*
5389  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
5390  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
5391  */
5392 void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
5393 {
5394         struct sched_domain *sd;
5395         int pulled_task = 0;
5396         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
5397
5398         this_rq->idle_stamp = this_rq->clock;
5399
5400         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
5401                 return;
5402
5403         /*
5404          * Drop the rq->lock, but keep IRQ/preempt disabled.
5405          */
5406         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
5407
5408         update_blocked_averages(this_cpu);
5409         rcu_read_lock();
5410         for_each_domain(this_cpu, sd) {
5411                 unsigned long interval;
5412                 int balance = 1;
5413
5414                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
5415                         continue;
5416
5417                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
5418                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
5419                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
5420                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE, &balance);
5421                 }
5422
5423                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
5424                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
5425                         next_balance = sd->last_balance + interval;
5426                 if (pulled_task) {
5427                         this_rq->idle_stamp = 0;
5428                         break;
5429                 }
5430         }
5431         rcu_read_unlock();
5432
5433         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
5434
5435         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
5436                 /*
5437                  * We are going idle. next_balance may be set based on
5438                  * a busy processor. So reset next_balance.
5439                  */
5440                 this_rq->next_balance = next_balance;
5441         }
5442 }
5443
5444 /*
5445  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
5446  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
5447  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
5448  * avoids physical / logical imbalances.
5449  */
5450 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
5451 {
5452         struct rq *busiest_rq = data;
5453         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
5454         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
5455         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
5456         struct sched_domain *sd;
5457
5458         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
5459
5460         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
5461         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
5462                      !busiest_rq->active_balance))
5463                 goto out_unlock;
5464
5465         /* Is there any task to move? */
5466         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
5467                 goto out_unlock;
5468
5469         /*
5470          * This condition is "impossible", if it occurs
5471          * we need to fix it. Originally reported by
5472          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
5473          */
5474         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
5475
5476         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
5477         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
5478
5479         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
5480         rcu_read_lock();
5481         for_each_domain(target_cpu, sd) {
5482                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
5483                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
5484                                 break;
5485         }
5486
5487         if (likely(sd)) {
5488                 struct lb_env env = {
5489                         .sd             = sd,
5490                         .dst_cpu        = target_cpu,
5491                         .dst_rq         = target_rq,
5492                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
5493                         .src_rq         = busiest_rq,
5494                         .idle           = CPU_IDLE,
5495                 };
5496
5497                 schedstat_inc(sd, alb_count);
5498
5499                 if (move_one_task(&env))
5500                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
5501                 else
5502                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
5503         }
5504         rcu_read_unlock();
5505         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
5506 out_unlock:
5507         busiest_rq->active_balance = 0;
5508         raw_spin_unlock_irq(&busiest_rq->lock);
5509         return 0;
5510 }
5511
5512 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5513 /*
5514  * idle load balancing details
5515  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
5516  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
5517  *   load balancing for all the idle CPUs.
5518  */
5519 static struct {
5520         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
5521         atomic_t nr_cpus;
5522         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
5523 } nohz ____cacheline_aligned;
5524
5525 static inline int find_new_ilb(int call_cpu)
5526 {
5527         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
5528
5529         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
5530                 return ilb;
5531
5532         return nr_cpu_ids;
5533 }
5534
5535 /*
5536  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
5537  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
5538  * CPU (if there is one).
5539  */
5540 static void nohz_balancer_kick(int cpu)
5541 {
5542         int ilb_cpu;
5543
5544         nohz.next_balance++;
5545
5546         ilb_cpu = find_new_ilb(cpu);
5547
5548         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
5549                 return;
5550
5551         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
5552                 return;
5553         /*
5554          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
5555          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
5556          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
5557          * will be run before returning from the IPI.
5558          */
5559         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
5560         return;
5561 }
5562
5563 static inline void nohz_balance_exit_idle(int cpu)
5564 {
5565         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
5566                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
5567                 atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
5568                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
5569         }
5570 }
5571
5572 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
5573 {
5574         struct sched_domain *sd;
5575         int cpu = smp_processor_id();
5576
5577         rcu_read_lock();
5578         sd = rcu_dereference_check_sched_domain(cpu_rq(cpu)->sd);
5579
5580         if (!sd || !sd->nohz_idle)
5581                 goto unlock;
5582         sd->nohz_idle = 0;
5583
5584         for (; sd; sd = sd->parent)
5585                 atomic_inc(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
5586 unlock:
5587         rcu_read_unlock();
5588 }
5589
5590 void set_cpu_sd_state_idle(void)
5591 {
5592         struct sched_domain *sd;
5593         int cpu = smp_processor_id();
5594
5595         rcu_read_lock();
5596         sd = rcu_dereference_check_sched_domain(cpu_rq(cpu)->sd);
5597
5598         if (!sd || sd->nohz_idle)
5599                 goto unlock;
5600         sd->nohz_idle = 1;
5601
5602         for (; sd; sd = sd->parent)
5603                 atomic_dec(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
5604 unlock:
5605         rcu_read_unlock();
5606 }
5607
5608 /*
5609  * This routine will record that the cpu is going idle with tick stopped.
5610  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
5611  */
5612 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
5613 {
5614         /*
5615          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
5616          */
5617         if (!cpu_active(cpu))
5618                 return;
5619
5620         if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
5621                 return;
5622
5623         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
5624         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
5625         set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
5626 }
5627
5628 static int __cpuinit sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
5629                                         unsigned long action, void *hcpu)
5630 {
5631         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5632         case CPU_DYING:
5633                 nohz_balance_exit_idle(smp_processor_id());
5634                 return NOTIFY_OK;
5635         default:
5636                 return NOTIFY_DONE;
5637         }
5638 }
5639 #endif
5640
5641 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
5642
5643 /*
5644  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
5645  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
5646  */
5647 void update_max_interval(void)
5648 {
5649         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
5650 }
5651
5652 /*
5653  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
5654  * and initiates a balancing operation if so.
5655  *
5656  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
5657  */
5658 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
5659 {
5660         int balance = 1;
5661         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5662         unsigned long interval;
5663         struct sched_domain *sd;
5664         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
5665         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
5666         int update_next_balance = 0;
5667         int need_serialize;
5668
5669         update_blocked_averages(cpu);
5670
5671         rcu_read_lock();
5672         for_each_domain(cpu, sd) {
5673                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
5674                         continue;
5675
5676                 interval = sd->balance_interval;
5677                 if (idle != CPU_IDLE)
5678                         interval *= sd->busy_factor;
5679
5680                 /* scale ms to jiffies */
5681                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
5682                 interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
5683
5684                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
5685
5686                 if (need_serialize) {
5687                         if (!spin_trylock(&balancing))
5688                                 goto out;
5689                 }
5690
5691                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
5692                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &balance)) {
5693                                 /*
5694                                  * The LBF_SOME_PINNED logic could have changed
5695                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
5696                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
5697                                  */
5698                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
5699                         }
5700                         sd->last_balance = jiffies;
5701                 }
5702                 if (need_serialize)
5703                         spin_unlock(&balancing);
5704 out:
5705                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
5706                         next_balance = sd->last_balance + interval;
5707                         update_next_balance = 1;
5708                 }
5709
5710                 /*
5711                  * Stop the load balance at this level. There is another
5712                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
5713                  * actively.
5714                  */
5715                 if (!balance)
5716                         break;
5717         }
5718         rcu_read_unlock();
5719
5720         /*
5721          * next_balance will be updated only when there is a need.
5722          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
5723          * updated.
5724          */
5725         if (likely(update_next_balance))
5726                 rq->next_balance = next_balance;
5727 }
5728
5729 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5730 /*
5731  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
5732  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
5733  */
5734 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle)
5735 {
5736         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
5737         struct rq *rq;
5738         int balance_cpu;
5739
5740         if (idle != CPU_IDLE ||
5741             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
5742                 goto end;
5743
5744         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
5745                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
5746                         continue;
5747
5748                 /*
5749                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
5750                  * work being done for other cpus. Next load
5751                  * balancing owner will pick it up.
5752                  */
5753                 if (need_resched())
5754                         break;
5755
5756                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
5757
5758                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
5759                 update_rq_clock(rq);
5760                 update_idle_cpu_load(rq);
5761                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
5762
5763                 rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
5764
5765                 if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
5766                         this_rq->next_balance = rq->next_balance;
5767         }
5768         nohz.next_balance = this_rq->next_balance;
5769 end:
5770         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
5771 }
5772
5773 /*
5774  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
5775  * of an idle cpu is the system.
5776  *   - This rq has more than one task.
5777  *   - At any scheduler domain level, this cpu's scheduler group has multiple
5778  *     busy cpu's exceeding the group's power.
5779  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
5780  *     domain span are idle.
5781  */
5782 static inline int nohz_kick_needed(struct rq *rq, int cpu)
5783 {
5784         unsigned long now = jiffies;
5785         struct sched_domain *sd;
5786
5787         if (unlikely(idle_cpu(cpu)))
5788                 return 0;
5789
5790        /*
5791         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
5792         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
5793         */
5794         set_cpu_sd_state_busy();
5795         nohz_balance_exit_idle(cpu);
5796
5797         /*
5798          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
5799          * balancing.
5800          */
5801         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
5802                 return 0;
5803
5804         if (time_before(now, nohz.next_balance))
5805                 return 0;
5806
5807         if (rq->nr_running >= 2)
5808                 goto need_kick;
5809
5810         rcu_read_lock();
5811         for_each_domain(cpu, sd) {
5812                 struct sched_group *sg = sd->groups;
5813                 struct sched_group_power *sgp = sg->sgp;
5814                 int nr_busy = atomic_read(&sgp->nr_busy_cpus);
5815
5816                 if (sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES && nr_busy > 1)
5817                         goto need_kick_unlock;
5818
5819                 if (sd->flags & SD_ASYM_PACKING && nr_busy != sg->group_weight
5820                     && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
5821                                           sched_domain_span(sd)) < cpu))
5822                         goto need_kick_unlock;
5823
5824                 if (!(sd->flags & (SD_SHARE_PKG_RESOURCES | SD_ASYM_PACKING)))
5825                         break;
5826         }
5827         rcu_read_unlock();
5828         return 0;
5829
5830 need_kick_unlock:
5831         rcu_read_unlock();
5832 need_kick:
5833         return 1;
5834 }
5835 #else
5836 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle) { }
5837 #endif
5838
5839 #ifdef CONFIG_SCHED_HMP
5840 /* Check if task should migrate to a faster cpu */
5841 static unsigned int hmp_up_migration(int cpu, struct sched_entity *se)
5842 {
5843         struct task_struct *p = task_of(se);
5844
5845         if (hmp_cpu_is_fastest(cpu))
5846                 return 0;
5847
5848         if (cpumask_intersects(&hmp_faster_domain(cpu)->cpus,
5849                                         tsk_cpus_allowed(p))
5850                 && se->avg.load_avg_ratio > hmp_up_threshold) {
5851                 return 1;
5852         }
5853         return 0;
5854 }
5855
5856 /* Check if task should migrate to a slower cpu */
5857 static unsigned int hmp_down_migration(int cpu, struct sched_entity *se)
5858 {
5859         struct task_struct *p = task_of(se);
5860
5861         if (hmp_cpu_is_slowest(cpu))
5862                 return 0;
5863
5864         if (cpumask_intersects(&hmp_slower_domain(cpu)->cpus,
5865                                         tsk_cpus_allowed(p))
5866                 && se->avg.load_avg_ratio < hmp_down_threshold) {
5867                 return 1;
5868         }
5869         return 0;
5870 }
5871
5872 /*
5873  * hmp_can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
5874  * Ideally this function should be merged with can_migrate_task() to avoid
5875  * redundant code.
5876  */
5877 static int hmp_can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5878 {
5879         int tsk_cache_hot = 0;
5880
5881         /*
5882          * We do not migrate tasks that are:
5883          * 1) running (obviously), or
5884          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed
5885          */
5886         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
5887                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
5888                 return 0;
5889         }
5890         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
5891
5892         if (task_running(env->src_rq, p)) {
5893                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
5894                 return 0;
5895         }
5896
5897         /*
5898          * Aggressive migration if:
5899          * 1) task is cache cold, or
5900          * 2) too many balance attempts have failed.
5901          */
5902
5903         tsk_cache_hot = task_hot(p, env->src_rq->clock_task, env->sd);
5904         if (!tsk_cache_hot ||
5905                 env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
5906 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
5907                 if (tsk_cache_hot) {
5908                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
5909                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
5910                 }
5911 #endif
5912                 return 1;
5913         }
5914
5915         return 1;
5916 }
5917
5918 /*
5919  * move_specific_task tries to move a specific task.
5920  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
5921  * Called with both runqueues locked.
5922  */
5923 static int move_specific_task(struct lb_env *env, struct task_struct *pm)
5924 {
5925         struct task_struct *p, *n;
5926
5927         list_for_each_entry_safe(p, n, &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
5928         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_rq->cpu,
5929                                 env->dst_cpu))
5930                 continue;
5931
5932                 if (!hmp_can_migrate_task(p, env))
5933                         continue;
5934                 /* Check if we found the right task */
5935                 if (p != pm)
5936                         continue;
5937
5938                 move_task(p, env);
5939                 /*
5940                  * Right now, this is only the third place move_task()
5941                  * is called, so we can safely collect move_task()
5942                  * stats here rather than inside move_task().
5943                  */
5944                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
5945                 return 1;
5946         }
5947         return 0;
5948 }
5949
5950 /*
5951  * hmp_active_task_migration_cpu_stop is run by cpu stopper and used to
5952  * migrate a specific task from one runqueue to another.
5953  * hmp_force_up_migration uses this to push a currently running task
5954  * off a runqueue.
5955  * Based on active_load_balance_stop_cpu and can potentially be merged.
5956  */
5957 static int hmp_active_task_migration_cpu_stop(void *data)
5958 {
5959         struct rq *busiest_rq = data;
5960         struct task_struct *p = busiest_rq->migrate_task;
5961         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
5962         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
5963         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
5964         struct sched_domain *sd;
5965
5966         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
5967         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
5968         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
5969                 !busiest_rq->active_balance)) {
5970                 goto out_unlock;
5971         }
5972         /* Is there any task to move? */
5973         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
5974                 goto out_unlock;
5975         /* Task has migrated meanwhile, abort forced migration */
5976         if (task_rq(p) != busiest_rq)
5977                 goto out_unlock;
5978         /*
5979          * This condition is "impossible", if it occurs
5980          * we need to fix it. Originally reported by
5981          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
5982          */
5983         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
5984
5985         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
5986         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
5987
5988         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
5989         rcu_read_lock();
5990         for_each_domain(target_cpu, sd) {
5991                 if (cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
5992                         break;
5993         }
5994
5995         if (likely(sd)) {
5996                 struct lb_env env = {
5997                         .sd             = sd,
5998                         .dst_cpu        = target_cpu,
5999                         .dst_rq         = target_rq,
6000                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
6001                         .src_rq         = busiest_rq,
6002                         .idle           = CPU_IDLE,
6003                 };
6004
6005                 schedstat_inc(sd, alb_count);
6006
6007                 if (move_specific_task(&env, p))
6008                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
6009                 else
6010                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
6011         }
6012         rcu_read_unlock();
6013         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
6014 out_unlock:
6015         busiest_rq->active_balance = 0;
6016         raw_spin_unlock_irq(&busiest_rq->lock);
6017         return 0;
6018 }
6019
6020 static DEFINE_SPINLOCK(hmp_force_migration);
6021
6022 /*
6023  * hmp_force_up_migration checks runqueues for tasks that need to
6024  * be actively migrated to a faster cpu.
6025  */
6026 static void hmp_force_up_migration(int this_cpu)
6027 {
6028         int cpu;
6029         struct sched_entity *curr;
6030         struct rq *target;
6031         unsigned long flags;
6032         unsigned int force;
6033         struct task_struct *p;
6034
6035         if (!spin_trylock(&hmp_force_migration))
6036                 return;
6037         for_each_online_cpu(cpu) {
6038                 force = 0;
6039                 target = cpu_rq(cpu);
6040                 raw_spin_lock_irqsave(&target->lock, flags);
6041                 curr = target->cfs.curr;
6042                 if (!curr || !entity_is_task(curr)) {
6043                         raw_spin_unlock_irqrestore(&target->lock, flags);
6044                         continue;
6045                 }
6046                 p = task_of(curr);
6047                 if (hmp_up_migration(cpu, curr)) {
6048                         if (!target->active_balance) {
6049                                 target->active_balance = 1;
6050                                 target->push_cpu = hmp_select_faster_cpu(p, cpu);
6051                                 target->migrate_task = p;
6052                                 force = 1;
6053                         }
6054                 }
6055                 raw_spin_unlock_irqrestore(&target->lock, flags);
6056                 if (force)
6057                         stop_one_cpu_nowait(cpu_of(target),
6058                                 hmp_active_task_migration_cpu_stop,
6059                                 target, &target->active_balance_work);
6060         }
6061         spin_unlock(&hmp_force_migration);
6062 }
6063 #else
6064 static void hmp_force_up_migration(int this_cpu) { }
6065 #endif /* CONFIG_SCHED_HMP */
6066
6067 /*
6068  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
6069  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
6070  */
6071 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
6072 {
6073         int this_cpu = smp_processor_id();
6074         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
6075         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
6076                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
6077
6078         hmp_force_up_migration(this_cpu);
6079
6080         rebalance_domains(this_cpu, idle);
6081
6082         /*
6083          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
6084          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
6085          * stopped.
6086          */
6087         nohz_idle_balance(this_cpu, idle);
6088 }
6089
6090 static inline int on_null_domain(int cpu)
6091 {
6092         return !rcu_dereference_sched(cpu_rq(cpu)->sd);
6093 }
6094
6095 /*
6096  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
6097  */
6098 void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
6099 {
6100         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
6101         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
6102             likely(!on_null_domain(cpu)))
6103                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
6104 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6105         if (nohz_kick_needed(rq, cpu) && likely(!on_null_domain(cpu)))
6106                 nohz_balancer_kick(cpu);
6107 #endif
6108 }
6109
6110 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
6111 {
6112         update_sysctl();
6113 }
6114
6115 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
6116 {
6117         update_sysctl();
6118
6119         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
6120         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
6121 }
6122
6123 #endif /* CONFIG_SMP */
6124
6125 /*
6126  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
6127  */
6128 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
6129 {
6130         struct cfs_rq *cfs_rq;
6131         struct sched_entity *se = &curr->se;
6132
6133         for_each_sched_entity(se) {
6134                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6135                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
6136         }
6137
6138         if (sched_feat_numa(NUMA))
6139                 task_tick_numa(rq, curr);
6140
6141         update_rq_runnable_avg(rq, 1);
6142 }
6143
6144 /*
6145  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
6146  *  - child not yet on the tasklist
6147  *  - preemption disabled
6148  */
6149 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
6150 {
6151         struct cfs_rq *cfs_rq;
6152         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
6153         int this_cpu = smp_processor_id();
6154         struct rq *rq = this_rq();
6155         unsigned long flags;
6156
6157         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6158
6159         update_rq_clock(rq);
6160
6161         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
6162         curr = cfs_rq->curr;
6163
6164         if (unlikely(task_cpu(p) != this_cpu)) {
6165                 rcu_read_lock();
6166                 __set_task_cpu(p, this_cpu);
6167                 rcu_read_unlock();
6168         }
6169
6170         update_curr(cfs_rq);
6171
6172         if (curr)
6173                 se->vruntime = curr->vruntime;
6174         place_entity(cfs_rq, se, 1);
6175
6176         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
6177                 /*
6178                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
6179                  * 'current' within the tree based on its new key value.
6180                  */
6181                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
6182                 resched_task(rq->curr);
6183         }
6184
6185         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
6186
6187         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6188 }
6189
6190 /*
6191  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
6192  * the current task.
6193  */
6194 static void
6195 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
6196 {
6197         if (!p->se.on_rq)
6198                 return;
6199
6200         /*
6201          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
6202          * our priority decreased, or if we are not currently running on
6203          * this runqueue and our priority is higher than the current's
6204          */
6205         if (rq->curr == p) {
6206                 if (p->prio > oldprio)
6207                         resched_task(rq->curr);
6208         } else
6209                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
6210 }
6211
6212 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6213 {
6214         struct sched_entity *se = &p->se;
6215         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6216
6217         /*
6218          * Ensure the task's vruntime is normalized, so that when its
6219          * switched back to the fair class the enqueue_entity(.flags=0) will
6220          * do the right thing.
6221          *
6222          * If it was on_rq, then the dequeue_entity(.flags=0) will already
6223          * have normalized the vruntime, if it was !on_rq, then only when
6224          * the task is sleeping will it still have non-normalized vruntime.
6225          */
6226         if (!se->on_rq && p->state != TASK_RUNNING) {
6227                 /*
6228                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
6229                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
6230                  */
6231                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
6232                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
6233         }
6234
6235 #if defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && defined(CONFIG_SMP)
6236         /*
6237         * Remove our load from contribution when we leave sched_fair
6238         * and ensure we don't carry in an old decay_count if we
6239         * switch back.
6240         */
6241         if (p->se.avg.decay_count) {
6242                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(&p->se);
6243                 __synchronize_entity_decay(&p->se);
6244                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq,
6245                                 p->se.avg.load_avg_contrib);
6246         }
6247 #endif
6248 }
6249
6250 /*
6251  * We switched to the sched_fair class.
6252  */
6253 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6254 {
6255         if (!p->se.on_rq)
6256                 return;
6257
6258         /*
6259          * We were most likely switched from sched_rt, so
6260          * kick off the schedule if running, otherwise just see
6261          * if we can still preempt the current task.
6262          */
6263         if (rq->curr == p)
6264                 resched_task(rq->curr);
6265         else
6266                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
6267 }
6268
6269 /* Account for a task changing its policy or group.
6270  *
6271  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
6272  * migrates between groups/classes.
6273  */
6274 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
6275 {
6276         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
6277
6278         for_each_sched_entity(se) {
6279                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6280
6281                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6282                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
6283                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
6284         }
6285 }
6286
6287 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
6288 {
6289         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
6290         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
6291 #ifndef CONFIG_64BIT
6292         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
6293 #endif
6294 #if defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && defined(CONFIG_SMP)
6295         atomic64_set(&cfs_rq->decay_counter, 1);
6296         atomic64_set(&cfs_rq->removed_load, 0);
6297 #endif
6298 }
6299
6300 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6301 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p, int on_rq)
6302 {
6303         struct cfs_rq *cfs_rq;
6304         /*
6305          * If the task was not on the rq at the time of this cgroup movement
6306          * it must have been asleep, sleeping tasks keep their ->vruntime
6307          * absolute on their old rq until wakeup (needed for the fair sleeper
6308          * bonus in place_entity()).
6309          *
6310          * If it was on the rq, we've just 'preempted' it, which does convert
6311          * ->vruntime to a relative base.
6312          *
6313          * Make sure both cases convert their relative position when migrating
6314          * to another cgroup's rq. This does somewhat interfere with the
6315          * fair sleeper stuff for the first placement, but who cares.
6316          */
6317         /*
6318          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
6319          * But there are some cases where it has already been normalized:
6320          *
6321          * - Moving a forked child which is waiting for being woken up by
6322          *   wake_up_new_task().
6323          * - Moving a task which has been woken up by try_to_wake_up() and
6324          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
6325          *
6326          * To prevent boost or penalty in the new cfs_rq caused by delta
6327          * min_vruntime between the two cfs_rqs, we skip vruntime adjustment.
6328          */
6329         if (!on_rq && (!p->se.sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING))
6330                 on_rq = 1;
6331
6332         if (!on_rq)
6333                 p->se.vruntime -= cfs_rq_of(&p->se)->min_vruntime;
6334         set_task_rq(p, task_cpu(p));
6335         if (!on_rq) {
6336                 cfs_rq = cfs_rq_of(&p->se);
6337                 p->se.vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
6338 #ifdef CONFIG_SMP
6339                 /*
6340                  * migrate_task_rq_fair() will have removed our previous
6341                  * contribution, but we must synchronize for ongoing future
6342                  * decay.
6343                  */
6344                 p->se.avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
6345                 cfs_rq->blocked_load_avg += p->se.avg.load_avg_contrib;
6346 #endif
6347         }
6348 }
6349
6350 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
6351 {
6352         int i;
6353
6354         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
6355
6356         for_each_possible_cpu(i) {
6357                 if (tg->cfs_rq)
6358                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
6359                 if (tg->se)
6360                         kfree(tg->se[i]);
6361         }
6362
6363         kfree(tg->cfs_rq);
6364         kfree(tg->se);
6365 }
6366
6367 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
6368 {
6369         struct cfs_rq *cfs_rq;
6370         struct sched_entity *se;
6371         int i;
6372
6373         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
6374         if (!tg->cfs_rq)
6375                 goto err;
6376         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
6377         if (!tg->se)
6378                 goto err;
6379
6380         tg->shares = NICE_0_LOAD;
6381
6382         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
6383
6384         for_each_possible_cpu(i) {
6385                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
6386                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6387                 if (!cfs_rq)
6388                         goto err;
6389
6390                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
6391                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6392                 if (!se)
6393                         goto err_free_rq;
6394
6395                 init_cfs_rq(cfs_rq);
6396                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
6397         }
6398
6399         return 1;
6400
6401 err_free_rq:
6402         kfree(cfs_rq);
6403 err:
6404         return 0;
6405 }
6406
6407 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
6408 {
6409         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6410         unsigned long flags;
6411
6412         /*
6413         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
6414         * check on_list without danger of it being re-added.
6415         */
6416         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
6417                 return;
6418
6419         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6420         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
6421         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6422 }
6423
6424 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
6425                         struct sched_entity *se, int cpu,
6426                         struct sched_entity *parent)
6427 {
6428         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6429
6430         cfs_rq->tg = tg;
6431         cfs_rq->rq = rq;
6432         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
6433
6434         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
6435         tg->se[cpu] = se;
6436
6437         /* se could be NULL for root_task_group */
6438         if (!se)
6439                 return;
6440
6441         if (!parent)
6442                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
6443         else
6444                 se->cfs_rq = parent->my_q;
6445
6446         se->my_q = cfs_rq;
6447         update_load_set(&se->load, 0);
6448         se->parent = parent;
6449 }
6450
6451 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
6452
6453 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
6454 {
6455         int i;
6456         unsigned long flags;
6457
6458         /*
6459          * We can't change the weight of the root cgroup.
6460          */
6461         if (!tg->se[0])
6462                 return -EINVAL;
6463
6464         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
6465
6466         mutex_lock(&shares_mutex);
6467         if (tg->shares == shares)
6468                 goto done;
6469
6470         tg->shares = shares;
6471         for_each_possible_cpu(i) {
6472                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
6473                 struct sched_entity *se;
6474
6475                 se = tg->se[i];
6476                 /* Propagate contribution to hierarchy */
6477                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6478                 for_each_sched_entity(se)
6479                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
6480                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6481         }
6482
6483 done:
6484         mutex_unlock(&shares_mutex);
6485         return 0;
6486 }
6487 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6488
6489 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
6490
6491 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
6492 {
6493         return 1;
6494 }
6495
6496 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
6497
6498 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6499
6500
6501 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
6502 {
6503         struct sched_entity *se = &task->se;
6504         unsigned int rr_interval = 0;
6505
6506         /*
6507          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
6508          * idle runqueue:
6509          */
6510         if (rq->cfs.load.weight)
6511                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
6512
6513         return rr_interval;
6514 }
6515
6516 /*
6517  * All the scheduling class methods:
6518  */
6519 const struct sched_class fair_sched_class = {
6520         .next                   = &idle_sched_class,
6521         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
6522         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
6523         .yield_task             = yield_task_fair,
6524         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
6525
6526         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
6527
6528         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
6529         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
6530
6531 #ifdef CONFIG_SMP
6532         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
6533 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6534         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
6535 #endif
6536         .rq_online              = rq_online_fair,
6537         .rq_offline             = rq_offline_fair,
6538
6539         .task_waking            = task_waking_fair,
6540 #endif
6541
6542         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
6543         .task_tick              = task_tick_fair,
6544         .task_fork              = task_fork_fair,
6545
6546         .prio_changed           = prio_changed_fair,
6547         .switched_from          = switched_from_fair,
6548         .switched_to            = switched_to_fair,
6549
6550         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
6551
6552 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6553         .task_move_group        = task_move_group_fair,
6554 #endif
6555 };
6556
6557 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6558 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
6559 {
6560         struct cfs_rq *cfs_rq;
6561
6562         rcu_read_lock();
6563         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
6564                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
6565         rcu_read_unlock();
6566 }
6567 #endif
6568
6569 __init void init_sched_fair_class(void)
6570 {
6571 #ifdef CONFIG_SMP
6572         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
6573
6574 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6575         nohz.next_balance = jiffies;
6576         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
6577         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
6578 #endif
6579
6580 #ifdef CONFIG_SCHED_HMP
6581         hmp_cpu_mask_setup();
6582 #endif
6583 #endif /* SMP */
6584
6585 }