]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - kernel/sched/fair.c
Merge branch 'next' (accumulated 3.16 merge window patches) into master
[karo-tx-linux.git] / kernel / sched / fair.c
1 /*
2  * Completely Fair Scheduling (CFS) Class (SCHED_NORMAL/SCHED_BATCH)
3  *
4  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
5  *
6  *  Interactivity improvements by Mike Galbraith
7  *  (C) 2007 Mike Galbraith <efault@gmx.de>
8  *
9  *  Various enhancements by Dmitry Adamushko.
10  *  (C) 2007 Dmitry Adamushko <dmitry.adamushko@gmail.com>
11  *
12  *  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
13  *  Copyright IBM Corporation, 2007
14  *  Author: Srivatsa Vaddagiri <vatsa@linux.vnet.ibm.com>
15  *
16  *  Scaled math optimizations by Thomas Gleixner
17  *  Copyright (C) 2007, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
18  *
19  *  Adaptive scheduling granularity, math enhancements by Peter Zijlstra
20  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra <pzijlstr@redhat.com>
21  */
22
23 #include <linux/latencytop.h>
24 #include <linux/sched.h>
25 #include <linux/cpumask.h>
26 #include <linux/slab.h>
27 #include <linux/profile.h>
28 #include <linux/interrupt.h>
29 #include <linux/mempolicy.h>
30 #include <linux/migrate.h>
31 #include <linux/task_work.h>
32
33 #include <trace/events/sched.h>
34
35 #include "sched.h"
36
37 /*
38  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
39  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
40  *
41  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
42  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
43  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
44  * based scheduling concepts.
45  *
46  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
47  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
48  */
49 unsigned int sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
50 unsigned int normalized_sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
51
52 /*
53  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
54  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
55  *
56  * Options are:
57  * SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
58  * SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
59  * SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
60  */
61 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling
62         = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
63
64 /*
65  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
66  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
67  */
68 unsigned int sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
69 unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
70
71 /*
72  * is kept at sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity
73  */
74 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
75
76 /*
77  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
78  * parent will (try to) run first.
79  */
80 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
81
82 /*
83  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
84  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
85  *
86  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
87  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
88  * have immediate wakeup/sleep latencies.
89  */
90 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
91 unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
92
93 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost = 500000UL;
94
95 /*
96  * The exponential sliding  window over which load is averaged for shares
97  * distribution.
98  * (default: 10msec)
99  */
100 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_shares_window = 10000000UL;
101
102 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
103 /*
104  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
105  * each time a cfs_rq requests quota.
106  *
107  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
108  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
109  * we will always only issue the remaining available time.
110  *
111  * default: 5 msec, units: microseconds
112   */
113 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice = 5000UL;
114 #endif
115
116 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
117 {
118         lw->weight += inc;
119         lw->inv_weight = 0;
120 }
121
122 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
123 {
124         lw->weight -= dec;
125         lw->inv_weight = 0;
126 }
127
128 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
129 {
130         lw->weight = w;
131         lw->inv_weight = 0;
132 }
133
134 /*
135  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
136  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
137  * to users decreases. But the relationship is not linear,
138  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
139  * number of CPUs.
140  *
141  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
142  */
143 static int get_update_sysctl_factor(void)
144 {
145         unsigned int cpus = min_t(int, num_online_cpus(), 8);
146         unsigned int factor;
147
148         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
149         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
150                 factor = 1;
151                 break;
152         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
153                 factor = cpus;
154                 break;
155         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
156         default:
157                 factor = 1 + ilog2(cpus);
158                 break;
159         }
160
161         return factor;
162 }
163
164 static void update_sysctl(void)
165 {
166         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
167
168 #define SET_SYSCTL(name) \
169         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
170         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
171         SET_SYSCTL(sched_latency);
172         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
173 #undef SET_SYSCTL
174 }
175
176 void sched_init_granularity(void)
177 {
178         update_sysctl();
179 }
180
181 #define WMULT_CONST     (~0U)
182 #define WMULT_SHIFT     32
183
184 static void __update_inv_weight(struct load_weight *lw)
185 {
186         unsigned long w;
187
188         if (likely(lw->inv_weight))
189                 return;
190
191         w = scale_load_down(lw->weight);
192
193         if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
194                 lw->inv_weight = 1;
195         else if (unlikely(!w))
196                 lw->inv_weight = WMULT_CONST;
197         else
198                 lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
199 }
200
201 /*
202  * delta_exec * weight / lw.weight
203  *   OR
204  * (delta_exec * (weight * lw->inv_weight)) >> WMULT_SHIFT
205  *
206  * Either weight := NICE_0_LOAD and lw \e prio_to_wmult[], in which case
207  * we're guaranteed shift stays positive because inv_weight is guaranteed to
208  * fit 32 bits, and NICE_0_LOAD gives another 10 bits; therefore shift >= 22.
209  *
210  * Or, weight =< lw.weight (because lw.weight is the runqueue weight), thus
211  * weight/lw.weight <= 1, and therefore our shift will also be positive.
212  */
213 static u64 __calc_delta(u64 delta_exec, unsigned long weight, struct load_weight *lw)
214 {
215         u64 fact = scale_load_down(weight);
216         int shift = WMULT_SHIFT;
217
218         __update_inv_weight(lw);
219
220         if (unlikely(fact >> 32)) {
221                 while (fact >> 32) {
222                         fact >>= 1;
223                         shift--;
224                 }
225         }
226
227         /* hint to use a 32x32->64 mul */
228         fact = (u64)(u32)fact * lw->inv_weight;
229
230         while (fact >> 32) {
231                 fact >>= 1;
232                 shift--;
233         }
234
235         return mul_u64_u32_shr(delta_exec, fact, shift);
236 }
237
238
239 const struct sched_class fair_sched_class;
240
241 /**************************************************************
242  * CFS operations on generic schedulable entities:
243  */
244
245 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
246
247 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
248 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
249 {
250         return cfs_rq->rq;
251 }
252
253 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
254 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
255
256 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
257 {
258 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
259         WARN_ON_ONCE(!entity_is_task(se));
260 #endif
261         return container_of(se, struct task_struct, se);
262 }
263
264 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
265 #define for_each_sched_entity(se) \
266                 for (; se; se = se->parent)
267
268 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
269 {
270         return p->se.cfs_rq;
271 }
272
273 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
274 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
275 {
276         return se->cfs_rq;
277 }
278
279 /* runqueue "owned" by this group */
280 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
281 {
282         return grp->my_q;
283 }
284
285 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
286                                        int force_update);
287
288 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
289 {
290         if (!cfs_rq->on_list) {
291                 /*
292                  * Ensure we either appear before our parent (if already
293                  * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
294                  * enqueued.  The fact that we always enqueue bottom-up
295                  * reduces this to two cases.
296                  */
297                 if (cfs_rq->tg->parent &&
298                     cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu_of(rq_of(cfs_rq))]->on_list) {
299                         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
300                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
301                 } else {
302                         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
303                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
304                 }
305
306                 cfs_rq->on_list = 1;
307                 /* We should have no load, but we need to update last_decay. */
308                 update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 0);
309         }
310 }
311
312 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
313 {
314         if (cfs_rq->on_list) {
315                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
316                 cfs_rq->on_list = 0;
317         }
318 }
319
320 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
321 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
322         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
323
324 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
325 static inline struct cfs_rq *
326 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
327 {
328         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
329                 return se->cfs_rq;
330
331         return NULL;
332 }
333
334 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
335 {
336         return se->parent;
337 }
338
339 static void
340 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
341 {
342         int se_depth, pse_depth;
343
344         /*
345          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
346          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
347          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
348          * parent.
349          */
350
351         /* First walk up until both entities are at same depth */
352         se_depth = (*se)->depth;
353         pse_depth = (*pse)->depth;
354
355         while (se_depth > pse_depth) {
356                 se_depth--;
357                 *se = parent_entity(*se);
358         }
359
360         while (pse_depth > se_depth) {
361                 pse_depth--;
362                 *pse = parent_entity(*pse);
363         }
364
365         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
366                 *se = parent_entity(*se);
367                 *pse = parent_entity(*pse);
368         }
369 }
370
371 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
372
373 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
374 {
375         return container_of(se, struct task_struct, se);
376 }
377
378 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
379 {
380         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
381 }
382
383 #define entity_is_task(se)      1
384
385 #define for_each_sched_entity(se) \
386                 for (; se; se = NULL)
387
388 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
389 {
390         return &task_rq(p)->cfs;
391 }
392
393 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
394 {
395         struct task_struct *p = task_of(se);
396         struct rq *rq = task_rq(p);
397
398         return &rq->cfs;
399 }
400
401 /* runqueue "owned" by this group */
402 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
403 {
404         return NULL;
405 }
406
407 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
408 {
409 }
410
411 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
412 {
413 }
414
415 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
416                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
417
418 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
419 {
420         return NULL;
421 }
422
423 static inline void
424 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
425 {
426 }
427
428 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
429
430 static __always_inline
431 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec);
432
433 /**************************************************************
434  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
435  */
436
437 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
438 {
439         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
440         if (delta > 0)
441                 max_vruntime = vruntime;
442
443         return max_vruntime;
444 }
445
446 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
447 {
448         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
449         if (delta < 0)
450                 min_vruntime = vruntime;
451
452         return min_vruntime;
453 }
454
455 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
456                                 struct sched_entity *b)
457 {
458         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
459 }
460
461 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
462 {
463         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
464
465         if (cfs_rq->curr)
466                 vruntime = cfs_rq->curr->vruntime;
467
468         if (cfs_rq->rb_leftmost) {
469                 struct sched_entity *se = rb_entry(cfs_rq->rb_leftmost,
470                                                    struct sched_entity,
471                                                    run_node);
472
473                 if (!cfs_rq->curr)
474                         vruntime = se->vruntime;
475                 else
476                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
477         }
478
479         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
480         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
481 #ifndef CONFIG_64BIT
482         smp_wmb();
483         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
484 #endif
485 }
486
487 /*
488  * Enqueue an entity into the rb-tree:
489  */
490 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
491 {
492         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
493         struct rb_node *parent = NULL;
494         struct sched_entity *entry;
495         int leftmost = 1;
496
497         /*
498          * Find the right place in the rbtree:
499          */
500         while (*link) {
501                 parent = *link;
502                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
503                 /*
504                  * We dont care about collisions. Nodes with
505                  * the same key stay together.
506                  */
507                 if (entity_before(se, entry)) {
508                         link = &parent->rb_left;
509                 } else {
510                         link = &parent->rb_right;
511                         leftmost = 0;
512                 }
513         }
514
515         /*
516          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
517          * used):
518          */
519         if (leftmost)
520                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
521
522         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
523         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
524 }
525
526 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
527 {
528         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node) {
529                 struct rb_node *next_node;
530
531                 next_node = rb_next(&se->run_node);
532                 cfs_rq->rb_leftmost = next_node;
533         }
534
535         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
536 }
537
538 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
539 {
540         struct rb_node *left = cfs_rq->rb_leftmost;
541
542         if (!left)
543                 return NULL;
544
545         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
546 }
547
548 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
549 {
550         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
551
552         if (!next)
553                 return NULL;
554
555         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
556 }
557
558 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
559 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
560 {
561         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline);
562
563         if (!last)
564                 return NULL;
565
566         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
567 }
568
569 /**************************************************************
570  * Scheduling class statistics methods:
571  */
572
573 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
574                 void __user *buffer, size_t *lenp,
575                 loff_t *ppos)
576 {
577         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
578         int factor = get_update_sysctl_factor();
579
580         if (ret || !write)
581                 return ret;
582
583         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
584                                         sysctl_sched_min_granularity);
585
586 #define WRT_SYSCTL(name) \
587         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
588         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
589         WRT_SYSCTL(sched_latency);
590         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
591 #undef WRT_SYSCTL
592
593         return 0;
594 }
595 #endif
596
597 /*
598  * delta /= w
599  */
600 static inline u64 calc_delta_fair(u64 delta, struct sched_entity *se)
601 {
602         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
603                 delta = __calc_delta(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
604
605         return delta;
606 }
607
608 /*
609  * The idea is to set a period in which each task runs once.
610  *
611  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
612  * this period because otherwise the slices get too small.
613  *
614  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
615  */
616 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
617 {
618         u64 period = sysctl_sched_latency;
619         unsigned long nr_latency = sched_nr_latency;
620
621         if (unlikely(nr_running > nr_latency)) {
622                 period = sysctl_sched_min_granularity;
623                 period *= nr_running;
624         }
625
626         return period;
627 }
628
629 /*
630  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
631  * proportional to the weight.
632  *
633  * s = p*P[w/rw]
634  */
635 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
636 {
637         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
638
639         for_each_sched_entity(se) {
640                 struct load_weight *load;
641                 struct load_weight lw;
642
643                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
644                 load = &cfs_rq->load;
645
646                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
647                         lw = cfs_rq->load;
648
649                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
650                         load = &lw;
651                 }
652                 slice = __calc_delta(slice, se->load.weight, load);
653         }
654         return slice;
655 }
656
657 /*
658  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
659  *
660  * vs = s/w
661  */
662 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
663 {
664         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
665 }
666
667 #ifdef CONFIG_SMP
668 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
669
670 static inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se);
671
672 /* Give new task start runnable values to heavy its load in infant time */
673 void init_task_runnable_average(struct task_struct *p)
674 {
675         u32 slice;
676
677         p->se.avg.decay_count = 0;
678         slice = sched_slice(task_cfs_rq(p), &p->se) >> 10;
679         p->se.avg.runnable_avg_sum = slice;
680         p->se.avg.runnable_avg_period = slice;
681         __update_task_entity_contrib(&p->se);
682 }
683 #else
684 void init_task_runnable_average(struct task_struct *p)
685 {
686 }
687 #endif
688
689 /*
690  * Update the current task's runtime statistics.
691  */
692 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
693 {
694         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
695         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
696         u64 delta_exec;
697
698         if (unlikely(!curr))
699                 return;
700
701         delta_exec = now - curr->exec_start;
702         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
703                 return;
704
705         curr->exec_start = now;
706
707         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
708                       max(delta_exec, curr->statistics.exec_max));
709
710         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
711         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
712
713         curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
714         update_min_vruntime(cfs_rq);
715
716         if (entity_is_task(curr)) {
717                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
718
719                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
720                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
721                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
722         }
723
724         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
725 }
726
727 static inline void
728 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
729 {
730         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
731 }
732
733 /*
734  * Task is being enqueued - update stats:
735  */
736 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
737 {
738         /*
739          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
740          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
741          */
742         if (se != cfs_rq->curr)
743                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
744 }
745
746 static void
747 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
748 {
749         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
750                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start));
751         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
752         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
753                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
754 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
755         if (entity_is_task(se)) {
756                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
757                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
758         }
759 #endif
760         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
761 }
762
763 static inline void
764 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
765 {
766         /*
767          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
768          * waiting task:
769          */
770         if (se != cfs_rq->curr)
771                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
772 }
773
774 /*
775  * We are picking a new current task - update its stats:
776  */
777 static inline void
778 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
779 {
780         /*
781          * We are starting a new run period:
782          */
783         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
784 }
785
786 /**************************************************
787  * Scheduling class queueing methods:
788  */
789
790 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
791 /*
792  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
793  * calculated based on the tasks virtual memory size and
794  * numa_balancing_scan_size.
795  */
796 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
797 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
798
799 /* Portion of address space to scan in MB */
800 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
801
802 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
803 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
804
805 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
806 {
807         unsigned long rss = 0;
808         unsigned long nr_scan_pages;
809
810         /*
811          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
812          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
813          * on resident pages
814          */
815         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
816         rss = get_mm_rss(p->mm);
817         if (!rss)
818                 rss = nr_scan_pages;
819
820         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
821         return rss / nr_scan_pages;
822 }
823
824 /* For sanitys sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
825 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
826
827 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
828 {
829         unsigned int scan, floor;
830         unsigned int windows = 1;
831
832         if (sysctl_numa_balancing_scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
833                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / sysctl_numa_balancing_scan_size;
834         floor = 1000 / windows;
835
836         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
837         return max_t(unsigned int, floor, scan);
838 }
839
840 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
841 {
842         unsigned int smin = task_scan_min(p);
843         unsigned int smax;
844
845         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
846         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
847         return max(smin, smax);
848 }
849
850 static void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
851 {
852         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != -1);
853         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
854 }
855
856 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
857 {
858         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != -1);
859         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
860 }
861
862 struct numa_group {
863         atomic_t refcount;
864
865         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
866         int nr_tasks;
867         pid_t gid;
868         struct list_head task_list;
869
870         struct rcu_head rcu;
871         nodemask_t active_nodes;
872         unsigned long total_faults;
873         /*
874          * Faults_cpu is used to decide whether memory should move
875          * towards the CPU. As a consequence, these stats are weighted
876          * more by CPU use than by memory faults.
877          */
878         unsigned long *faults_cpu;
879         unsigned long faults[0];
880 };
881
882 /* Shared or private faults. */
883 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES 2
884
885 /* Memory and CPU locality */
886 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS (NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * 2)
887
888 /* Averaged statistics, and temporary buffers. */
889 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS (NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * 2)
890
891 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
892 {
893         return p->numa_group ? p->numa_group->gid : 0;
894 }
895
896 static inline int task_faults_idx(int nid, int priv)
897 {
898         return NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * nid + priv;
899 }
900
901 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
902 {
903         if (!p->numa_faults_memory)
904                 return 0;
905
906         return p->numa_faults_memory[task_faults_idx(nid, 0)] +
907                 p->numa_faults_memory[task_faults_idx(nid, 1)];
908 }
909
910 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
911 {
912         if (!p->numa_group)
913                 return 0;
914
915         return p->numa_group->faults[task_faults_idx(nid, 0)] +
916                 p->numa_group->faults[task_faults_idx(nid, 1)];
917 }
918
919 static inline unsigned long group_faults_cpu(struct numa_group *group, int nid)
920 {
921         return group->faults_cpu[task_faults_idx(nid, 0)] +
922                 group->faults_cpu[task_faults_idx(nid, 1)];
923 }
924
925 /*
926  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
927  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
928  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
929  * evenly spread out between numa nodes.
930  */
931 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid)
932 {
933         unsigned long total_faults;
934
935         if (!p->numa_faults_memory)
936                 return 0;
937
938         total_faults = p->total_numa_faults;
939
940         if (!total_faults)
941                 return 0;
942
943         return 1000 * task_faults(p, nid) / total_faults;
944 }
945
946 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid)
947 {
948         if (!p->numa_group || !p->numa_group->total_faults)
949                 return 0;
950
951         return 1000 * group_faults(p, nid) / p->numa_group->total_faults;
952 }
953
954 bool should_numa_migrate_memory(struct task_struct *p, struct page * page,
955                                 int src_nid, int dst_cpu)
956 {
957         struct numa_group *ng = p->numa_group;
958         int dst_nid = cpu_to_node(dst_cpu);
959         int last_cpupid, this_cpupid;
960
961         this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(dst_cpu, current->pid);
962
963         /*
964          * Multi-stage node selection is used in conjunction with a periodic
965          * migration fault to build a temporal task<->page relation. By using
966          * a two-stage filter we remove short/unlikely relations.
967          *
968          * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist probability, we can equate
969          * a task's usage of a particular page (n_p) per total usage of this
970          * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
971          *
972          * Our periodic faults will sample this probability and getting the
973          * same result twice in a row, given these samples are fully
974          * independent, is then given by P(n)^2, provided our sample period
975          * is sufficiently short compared to the usage pattern.
976          *
977          * This quadric squishes small probabilities, making it less likely we
978          * act on an unlikely task<->page relation.
979          */
980         last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
981         if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) &&
982                                 cpupid_to_nid(last_cpupid) != dst_nid)
983                 return false;
984
985         /* Always allow migrate on private faults */
986         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
987                 return true;
988
989         /* A shared fault, but p->numa_group has not been set up yet. */
990         if (!ng)
991                 return true;
992
993         /*
994          * Do not migrate if the destination is not a node that
995          * is actively used by this numa group.
996          */
997         if (!node_isset(dst_nid, ng->active_nodes))
998                 return false;
999
1000         /*
1001          * Source is a node that is not actively used by this
1002          * numa group, while the destination is. Migrate.
1003          */
1004         if (!node_isset(src_nid, ng->active_nodes))
1005                 return true;
1006
1007         /*
1008          * Both source and destination are nodes in active
1009          * use by this numa group. Maximize memory bandwidth
1010          * by migrating from more heavily used groups, to less
1011          * heavily used ones, spreading the load around.
1012          * Use a 1/4 hysteresis to avoid spurious page movement.
1013          */
1014         return group_faults(p, dst_nid) < (group_faults(p, src_nid) * 3 / 4);
1015 }
1016
1017 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu);
1018 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
1019 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
1020 static unsigned long power_of(int cpu);
1021 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg);
1022
1023 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
1024 struct numa_stats {
1025         unsigned long nr_running;
1026         unsigned long load;
1027
1028         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
1029         unsigned long power;
1030
1031         /* Approximate capacity in terms of runnable tasks on a node */
1032         unsigned long capacity;
1033         int has_capacity;
1034 };
1035
1036 /*
1037  * XXX borrowed from update_sg_lb_stats
1038  */
1039 static void update_numa_stats(struct numa_stats *ns, int nid)
1040 {
1041         int cpu, cpus = 0;
1042
1043         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1044         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1045                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1046
1047                 ns->nr_running += rq->nr_running;
1048                 ns->load += weighted_cpuload(cpu);
1049                 ns->power += power_of(cpu);
1050
1051                 cpus++;
1052         }
1053
1054         /*
1055          * If we raced with hotplug and there are no CPUs left in our mask
1056          * the @ns structure is NULL'ed and task_numa_compare() will
1057          * not find this node attractive.
1058          *
1059          * We'll either bail at !has_capacity, or we'll detect a huge imbalance
1060          * and bail there.
1061          */
1062         if (!cpus)
1063                 return;
1064
1065         ns->load = (ns->load * SCHED_POWER_SCALE) / ns->power;
1066         ns->capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(ns->power, SCHED_POWER_SCALE);
1067         ns->has_capacity = (ns->nr_running < ns->capacity);
1068 }
1069
1070 struct task_numa_env {
1071         struct task_struct *p;
1072
1073         int src_cpu, src_nid;
1074         int dst_cpu, dst_nid;
1075
1076         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1077
1078         int imbalance_pct;
1079
1080         struct task_struct *best_task;
1081         long best_imp;
1082         int best_cpu;
1083 };
1084
1085 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1086                              struct task_struct *p, long imp)
1087 {
1088         if (env->best_task)
1089                 put_task_struct(env->best_task);
1090         if (p)
1091                 get_task_struct(p);
1092
1093         env->best_task = p;
1094         env->best_imp = imp;
1095         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1096 }
1097
1098 static bool load_too_imbalanced(long orig_src_load, long orig_dst_load,
1099                                 long src_load, long dst_load,
1100                                 struct task_numa_env *env)
1101 {
1102         long imb, old_imb;
1103
1104         /* We care about the slope of the imbalance, not the direction. */
1105         if (dst_load < src_load)
1106                 swap(dst_load, src_load);
1107
1108         /* Is the difference below the threshold? */
1109         imb = dst_load * 100 - src_load * env->imbalance_pct;
1110         if (imb <= 0)
1111                 return false;
1112
1113         /*
1114          * The imbalance is above the allowed threshold.
1115          * Compare it with the old imbalance.
1116          */
1117         if (orig_dst_load < orig_src_load)
1118                 swap(orig_dst_load, orig_src_load);
1119
1120         old_imb = orig_dst_load * 100 - orig_src_load * env->imbalance_pct;
1121
1122         /* Would this change make things worse? */
1123         return (old_imb > imb);
1124 }
1125
1126 /*
1127  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1128  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1129  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1130  * be exchanged with the source task
1131  */
1132 static void task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1133                               long taskimp, long groupimp)
1134 {
1135         struct rq *src_rq = cpu_rq(env->src_cpu);
1136         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1137         struct task_struct *cur;
1138         long orig_src_load, src_load;
1139         long orig_dst_load, dst_load;
1140         long load;
1141         long imp = (groupimp > 0) ? groupimp : taskimp;
1142
1143         rcu_read_lock();
1144         cur = ACCESS_ONCE(dst_rq->curr);
1145         if (cur->pid == 0) /* idle */
1146                 cur = NULL;
1147
1148         /*
1149          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1150          * source and destination node. Calculate the total differential for
1151          * the source task and potential destination task. The more negative
1152          * the value is, the more rmeote accesses that would be expected to
1153          * be incurred if the tasks were swapped.
1154          */
1155         if (cur) {
1156                 /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu */
1157                 if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, tsk_cpus_allowed(cur)))
1158                         goto unlock;
1159
1160                 /*
1161                  * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1162                  * in any group then look only at task weights.
1163                  */
1164                 if (cur->numa_group == env->p->numa_group) {
1165                         imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid) -
1166                               task_weight(cur, env->dst_nid);
1167                         /*
1168                          * Add some hysteresis to prevent swapping the
1169                          * tasks within a group over tiny differences.
1170                          */
1171                         if (cur->numa_group)
1172                                 imp -= imp/16;
1173                 } else {
1174                         /*
1175                          * Compare the group weights. If a task is all by
1176                          * itself (not part of a group), use the task weight
1177                          * instead.
1178                          */
1179                         if (env->p->numa_group)
1180                                 imp = groupimp;
1181                         else
1182                                 imp = taskimp;
1183
1184                         if (cur->numa_group)
1185                                 imp += group_weight(cur, env->src_nid) -
1186                                        group_weight(cur, env->dst_nid);
1187                         else
1188                                 imp += task_weight(cur, env->src_nid) -
1189                                        task_weight(cur, env->dst_nid);
1190                 }
1191         }
1192
1193         if (imp < env->best_imp)
1194                 goto unlock;
1195
1196         if (!cur) {
1197                 /* Is there capacity at our destination? */
1198                 if (env->src_stats.has_capacity &&
1199                     !env->dst_stats.has_capacity)
1200                         goto unlock;
1201
1202                 goto balance;
1203         }
1204
1205         /* Balance doesn't matter much if we're running a task per cpu */
1206         if (src_rq->nr_running == 1 && dst_rq->nr_running == 1)
1207                 goto assign;
1208
1209         /*
1210          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1211          */
1212 balance:
1213         orig_dst_load = env->dst_stats.load;
1214         orig_src_load = env->src_stats.load;
1215
1216         /* XXX missing power terms */
1217         load = task_h_load(env->p);
1218         dst_load = orig_dst_load + load;
1219         src_load = orig_src_load - load;
1220
1221         if (cur) {
1222                 load = task_h_load(cur);
1223                 dst_load -= load;
1224                 src_load += load;
1225         }
1226
1227         if (load_too_imbalanced(orig_src_load, orig_dst_load,
1228                                 src_load, dst_load, env))
1229                 goto unlock;
1230
1231 assign:
1232         task_numa_assign(env, cur, imp);
1233 unlock:
1234         rcu_read_unlock();
1235 }
1236
1237 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1238                                 long taskimp, long groupimp)
1239 {
1240         int cpu;
1241
1242         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1243                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1244                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(env->p)))
1245                         continue;
1246
1247                 env->dst_cpu = cpu;
1248                 task_numa_compare(env, taskimp, groupimp);
1249         }
1250 }
1251
1252 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1253 {
1254         struct task_numa_env env = {
1255                 .p = p,
1256
1257                 .src_cpu = task_cpu(p),
1258                 .src_nid = task_node(p),
1259
1260                 .imbalance_pct = 112,
1261
1262                 .best_task = NULL,
1263                 .best_imp = 0,
1264                 .best_cpu = -1
1265         };
1266         struct sched_domain *sd;
1267         unsigned long taskweight, groupweight;
1268         int nid, ret;
1269         long taskimp, groupimp;
1270
1271         /*
1272          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1273          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1274          *
1275          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1276          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1277          * to satisfy here.
1278          */
1279         rcu_read_lock();
1280         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1281         if (sd)
1282                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1283         rcu_read_unlock();
1284
1285         /*
1286          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
1287          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
1288          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
1289          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
1290          */
1291         if (unlikely(!sd)) {
1292                 p->numa_preferred_nid = task_node(p);
1293                 return -EINVAL;
1294         }
1295
1296         taskweight = task_weight(p, env.src_nid);
1297         groupweight = group_weight(p, env.src_nid);
1298         update_numa_stats(&env.src_stats, env.src_nid);
1299         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
1300         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid) - taskweight;
1301         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid) - groupweight;
1302         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1303
1304         /* If the preferred nid has capacity, try to use it. */
1305         if (env.dst_stats.has_capacity)
1306                 task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1307
1308         /* No space available on the preferred nid. Look elsewhere. */
1309         if (env.best_cpu == -1) {
1310                 for_each_online_node(nid) {
1311                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
1312                                 continue;
1313
1314                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
1315                         taskimp = task_weight(p, nid) - taskweight;
1316                         groupimp = group_weight(p, nid) - groupweight;
1317                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
1318                                 continue;
1319
1320                         env.dst_nid = nid;
1321                         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1322                         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1323                 }
1324         }
1325
1326         /* No better CPU than the current one was found. */
1327         if (env.best_cpu == -1)
1328                 return -EAGAIN;
1329
1330         /*
1331          * If the task is part of a workload that spans multiple NUMA nodes,
1332          * and is migrating into one of the workload's active nodes, remember
1333          * this node as the task's preferred numa node, so the workload can
1334          * settle down.
1335          * A task that migrated to a second choice node will be better off
1336          * trying for a better one later. Do not set the preferred node here.
1337          */
1338         if (p->numa_group && node_isset(env.dst_nid, p->numa_group->active_nodes))
1339                 sched_setnuma(p, env.dst_nid);
1340
1341         /*
1342          * Reset the scan period if the task is being rescheduled on an
1343          * alternative node to recheck if the tasks is now properly placed.
1344          */
1345         p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1346
1347         if (env.best_task == NULL) {
1348                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
1349                 if (ret != 0)
1350                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_cpu);
1351                 return ret;
1352         }
1353
1354         ret = migrate_swap(p, env.best_task);
1355         if (ret != 0)
1356                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, task_cpu(env.best_task));
1357         put_task_struct(env.best_task);
1358         return ret;
1359 }
1360
1361 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
1362 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
1363 {
1364         unsigned long interval = HZ;
1365
1366         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
1367         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == -1 || !p->numa_faults_memory))
1368                 return;
1369
1370         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
1371         interval = min(interval, msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period) / 16);
1372         p->numa_migrate_retry = jiffies + interval;
1373
1374         /* Success if task is already running on preferred CPU */
1375         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
1376                 return;
1377
1378         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
1379         task_numa_migrate(p);
1380 }
1381
1382 /*
1383  * Find the nodes on which the workload is actively running. We do this by
1384  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
1385  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
1386  * located.
1387  *
1388  * The bitmask is used to make smarter decisions on when to do NUMA page
1389  * migrations, To prevent flip-flopping, and excessive page migrations, nodes
1390  * are added when they cause over 6/16 of the maximum number of faults, but
1391  * only removed when they drop below 3/16.
1392  */
1393 static void update_numa_active_node_mask(struct numa_group *numa_group)
1394 {
1395         unsigned long faults, max_faults = 0;
1396         int nid;
1397
1398         for_each_online_node(nid) {
1399                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1400                 if (faults > max_faults)
1401                         max_faults = faults;
1402         }
1403
1404         for_each_online_node(nid) {
1405                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1406                 if (!node_isset(nid, numa_group->active_nodes)) {
1407                         if (faults > max_faults * 6 / 16)
1408                                 node_set(nid, numa_group->active_nodes);
1409                 } else if (faults < max_faults * 3 / 16)
1410                         node_clear(nid, numa_group->active_nodes);
1411         }
1412 }
1413
1414 /*
1415  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
1416  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
1417  * period will be for the next scan window. If local/remote ratio is below
1418  * NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS) the
1419  * scan period will decrease
1420  */
1421 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
1422 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 3
1423
1424 /*
1425  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
1426  * our memory is already on our local node, or if the majority of
1427  * the page accesses are shared with other processes.
1428  * Otherwise, decrease the scan period.
1429  */
1430 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
1431                         unsigned long shared, unsigned long private)
1432 {
1433         unsigned int period_slot;
1434         int ratio;
1435         int diff;
1436
1437         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
1438         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
1439
1440         /*
1441          * If there were no record hinting faults then either the task is
1442          * completely idle or all activity is areas that are not of interest
1443          * to automatic numa balancing. Scan slower
1444          */
1445         if (local + shared == 0) {
1446                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1447                         p->numa_scan_period << 1);
1448
1449                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
1450                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1451
1452                 return;
1453         }
1454
1455         /*
1456          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
1457          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
1458          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
1459          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
1460          */
1461         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
1462         ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
1463         if (ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
1464                 int slot = ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
1465                 if (!slot)
1466                         slot = 1;
1467                 diff = slot * period_slot;
1468         } else {
1469                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
1470
1471                 /*
1472                  * Scale scan rate increases based on sharing. There is an
1473                  * inverse relationship between the degree of sharing and
1474                  * the adjustment made to the scanning period. Broadly
1475                  * speaking the intent is that there is little point
1476                  * scanning faster if shared accesses dominate as it may
1477                  * simply bounce migrations uselessly
1478                  */
1479                 ratio = DIV_ROUND_UP(private * NUMA_PERIOD_SLOTS, (private + shared));
1480                 diff = (diff * ratio) / NUMA_PERIOD_SLOTS;
1481         }
1482
1483         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
1484                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
1485         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
1486 }
1487
1488 /*
1489  * Get the fraction of time the task has been running since the last
1490  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
1491  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
1492  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
1493  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
1494  */
1495 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
1496 {
1497         u64 runtime, delta, now;
1498         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
1499         now = p->se.exec_start;
1500         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1501
1502         if (p->last_task_numa_placement) {
1503                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
1504                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
1505         } else {
1506                 delta = p->se.avg.runnable_avg_sum;
1507                 *period = p->se.avg.runnable_avg_period;
1508         }
1509
1510         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
1511         p->last_task_numa_placement = now;
1512
1513         return delta;
1514 }
1515
1516 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
1517 {
1518         int seq, nid, max_nid = -1, max_group_nid = -1;
1519         unsigned long max_faults = 0, max_group_faults = 0;
1520         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
1521         unsigned long total_faults;
1522         u64 runtime, period;
1523         spinlock_t *group_lock = NULL;
1524
1525         seq = ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
1526         if (p->numa_scan_seq == seq)
1527                 return;
1528         p->numa_scan_seq = seq;
1529         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1530
1531         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
1532                        p->numa_faults_locality[1];
1533         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
1534
1535         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
1536         if (p->numa_group) {
1537                 group_lock = &p->numa_group->lock;
1538                 spin_lock_irq(group_lock);
1539         }
1540
1541         /* Find the node with the highest number of faults */
1542         for_each_online_node(nid) {
1543                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
1544                 int priv, i;
1545
1546                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
1547                         long diff, f_diff, f_weight;
1548
1549                         i = task_faults_idx(nid, priv);
1550
1551                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
1552                         diff = p->numa_faults_buffer_memory[i] - p->numa_faults_memory[i] / 2;
1553                         fault_types[priv] += p->numa_faults_buffer_memory[i];
1554                         p->numa_faults_buffer_memory[i] = 0;
1555
1556                         /*
1557                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
1558                          * count according to CPU use, instead of by the raw
1559                          * number of faults. Tasks with little runtime have
1560                          * little over-all impact on throughput, and thus their
1561                          * faults are less important.
1562                          */
1563                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
1564                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults_buffer_cpu[i]) /
1565                                    (total_faults + 1);
1566                         f_diff = f_weight - p->numa_faults_cpu[i] / 2;
1567                         p->numa_faults_buffer_cpu[i] = 0;
1568
1569                         p->numa_faults_memory[i] += diff;
1570                         p->numa_faults_cpu[i] += f_diff;
1571                         faults += p->numa_faults_memory[i];
1572                         p->total_numa_faults += diff;
1573                         if (p->numa_group) {
1574                                 /* safe because we can only change our own group */
1575                                 p->numa_group->faults[i] += diff;
1576                                 p->numa_group->faults_cpu[i] += f_diff;
1577                                 p->numa_group->total_faults += diff;
1578                                 group_faults += p->numa_group->faults[i];
1579                         }
1580                 }
1581
1582                 if (faults > max_faults) {
1583                         max_faults = faults;
1584                         max_nid = nid;
1585                 }
1586
1587                 if (group_faults > max_group_faults) {
1588                         max_group_faults = group_faults;
1589                         max_group_nid = nid;
1590                 }
1591         }
1592
1593         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
1594
1595         if (p->numa_group) {
1596                 update_numa_active_node_mask(p->numa_group);
1597                 /*
1598                  * If the preferred task and group nids are different,
1599                  * iterate over the nodes again to find the best place.
1600                  */
1601                 if (max_nid != max_group_nid) {
1602                         unsigned long weight, max_weight = 0;
1603
1604                         for_each_online_node(nid) {
1605                                 weight = task_weight(p, nid) + group_weight(p, nid);
1606                                 if (weight > max_weight) {
1607                                         max_weight = weight;
1608                                         max_nid = nid;
1609                                 }
1610                         }
1611                 }
1612
1613                 spin_unlock_irq(group_lock);
1614         }
1615
1616         /* Preferred node as the node with the most faults */
1617         if (max_faults && max_nid != p->numa_preferred_nid) {
1618                 /* Update the preferred nid and migrate task if possible */
1619                 sched_setnuma(p, max_nid);
1620                 numa_migrate_preferred(p);
1621         }
1622 }
1623
1624 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
1625 {
1626         return atomic_inc_not_zero(&grp->refcount);
1627 }
1628
1629 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
1630 {
1631         if (atomic_dec_and_test(&grp->refcount))
1632                 kfree_rcu(grp, rcu);
1633 }
1634
1635 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
1636                         int *priv)
1637 {
1638         struct numa_group *grp, *my_grp;
1639         struct task_struct *tsk;
1640         bool join = false;
1641         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
1642         int i;
1643
1644         if (unlikely(!p->numa_group)) {
1645                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
1646                                     4*nr_node_ids*sizeof(unsigned long);
1647
1648                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
1649                 if (!grp)
1650                         return;
1651
1652                 atomic_set(&grp->refcount, 1);
1653                 spin_lock_init(&grp->lock);
1654                 INIT_LIST_HEAD(&grp->task_list);
1655                 grp->gid = p->pid;
1656                 /* Second half of the array tracks nids where faults happen */
1657                 grp->faults_cpu = grp->faults + NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES *
1658                                                 nr_node_ids;
1659
1660                 node_set(task_node(current), grp->active_nodes);
1661
1662                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
1663                         grp->faults[i] = p->numa_faults_memory[i];
1664
1665                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
1666
1667                 list_add(&p->numa_entry, &grp->task_list);
1668                 grp->nr_tasks++;
1669                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1670         }
1671
1672         rcu_read_lock();
1673         tsk = ACCESS_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
1674
1675         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
1676                 goto no_join;
1677
1678         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
1679         if (!grp)
1680                 goto no_join;
1681
1682         my_grp = p->numa_group;
1683         if (grp == my_grp)
1684                 goto no_join;
1685
1686         /*
1687          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
1688          * the other task will join us.
1689          */
1690         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
1691                 goto no_join;
1692
1693         /*
1694          * Tie-break on the grp address.
1695          */
1696         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
1697                 goto no_join;
1698
1699         /* Always join threads in the same process. */
1700         if (tsk->mm == current->mm)
1701                 join = true;
1702
1703         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
1704         if (flags & TNF_SHARED)
1705                 join = true;
1706
1707         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
1708         *priv = !join;
1709
1710         if (join && !get_numa_group(grp))
1711                 goto no_join;
1712
1713         rcu_read_unlock();
1714
1715         if (!join)
1716                 return;
1717
1718         BUG_ON(irqs_disabled());
1719         double_lock_irq(&my_grp->lock, &grp->lock);
1720
1721         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
1722                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults_memory[i];
1723                 grp->faults[i] += p->numa_faults_memory[i];
1724         }
1725         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
1726         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
1727
1728         list_move(&p->numa_entry, &grp->task_list);
1729         my_grp->nr_tasks--;
1730         grp->nr_tasks++;
1731
1732         spin_unlock(&my_grp->lock);
1733         spin_unlock_irq(&grp->lock);
1734
1735         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1736
1737         put_numa_group(my_grp);
1738         return;
1739
1740 no_join:
1741         rcu_read_unlock();
1742         return;
1743 }
1744
1745 void task_numa_free(struct task_struct *p)
1746 {
1747         struct numa_group *grp = p->numa_group;
1748         void *numa_faults = p->numa_faults_memory;
1749         unsigned long flags;
1750         int i;
1751
1752         if (grp) {
1753                 spin_lock_irqsave(&grp->lock, flags);
1754                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
1755                         grp->faults[i] -= p->numa_faults_memory[i];
1756                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
1757
1758                 list_del(&p->numa_entry);
1759                 grp->nr_tasks--;
1760                 spin_unlock_irqrestore(&grp->lock, flags);
1761                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, NULL);
1762                 put_numa_group(grp);
1763         }
1764
1765         p->numa_faults_memory = NULL;
1766         p->numa_faults_buffer_memory = NULL;
1767         p->numa_faults_cpu= NULL;
1768         p->numa_faults_buffer_cpu = NULL;
1769         kfree(numa_faults);
1770 }
1771
1772 /*
1773  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
1774  */
1775 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
1776 {
1777         struct task_struct *p = current;
1778         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
1779         int cpu_node = task_node(current);
1780         int local = !!(flags & TNF_FAULT_LOCAL);
1781         int priv;
1782
1783         if (!numabalancing_enabled)
1784                 return;
1785
1786         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
1787         if (!p->mm)
1788                 return;
1789
1790         /* Do not worry about placement if exiting */
1791         if (p->state == TASK_DEAD)
1792                 return;
1793
1794         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
1795         if (unlikely(!p->numa_faults_memory)) {
1796                 int size = sizeof(*p->numa_faults_memory) *
1797                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
1798
1799                 p->numa_faults_memory = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
1800                 if (!p->numa_faults_memory)
1801                         return;
1802
1803                 BUG_ON(p->numa_faults_buffer_memory);
1804                 /*
1805                  * The averaged statistics, shared & private, memory & cpu,
1806                  * occupy the first half of the array. The second half of the
1807                  * array is for current counters, which are averaged into the
1808                  * first set by task_numa_placement.
1809                  */
1810                 p->numa_faults_cpu = p->numa_faults_memory + (2 * nr_node_ids);
1811                 p->numa_faults_buffer_memory = p->numa_faults_memory + (4 * nr_node_ids);
1812                 p->numa_faults_buffer_cpu = p->numa_faults_memory + (6 * nr_node_ids);
1813                 p->total_numa_faults = 0;
1814                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
1815         }
1816
1817         /*
1818          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
1819          * to be private if the accessing pid has not changed
1820          */
1821         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
1822                 priv = 1;
1823         } else {
1824                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
1825                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
1826                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
1827         }
1828
1829         /*
1830          * If a workload spans multiple NUMA nodes, a shared fault that
1831          * occurs wholly within the set of nodes that the workload is
1832          * actively using should be counted as local. This allows the
1833          * scan rate to slow down when a workload has settled down.
1834          */
1835         if (!priv && !local && p->numa_group &&
1836                         node_isset(cpu_node, p->numa_group->active_nodes) &&
1837                         node_isset(mem_node, p->numa_group->active_nodes))
1838                 local = 1;
1839
1840         task_numa_placement(p);
1841
1842         /*
1843          * Retry task to preferred node migration periodically, in case it
1844          * case it previously failed, or the scheduler moved us.
1845          */
1846         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry))
1847                 numa_migrate_preferred(p);
1848
1849         if (migrated)
1850                 p->numa_pages_migrated += pages;
1851
1852         p->numa_faults_buffer_memory[task_faults_idx(mem_node, priv)] += pages;
1853         p->numa_faults_buffer_cpu[task_faults_idx(cpu_node, priv)] += pages;
1854         p->numa_faults_locality[local] += pages;
1855 }
1856
1857 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
1858 {
1859         ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq)++;
1860         p->mm->numa_scan_offset = 0;
1861 }
1862
1863 /*
1864  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
1865  * Triggered from task_tick_numa().
1866  */
1867 void task_numa_work(struct callback_head *work)
1868 {
1869         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
1870         struct task_struct *p = current;
1871         struct mm_struct *mm = p->mm;
1872         struct vm_area_struct *vma;
1873         unsigned long start, end;
1874         unsigned long nr_pte_updates = 0;
1875         long pages;
1876
1877         WARN_ON_ONCE(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
1878
1879         work->next = work; /* protect against double add */
1880         /*
1881          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
1882          *
1883          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
1884          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
1885          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
1886          * work.
1887          */
1888         if (p->flags & PF_EXITING)
1889                 return;
1890
1891         if (!mm->numa_next_scan) {
1892                 mm->numa_next_scan = now +
1893                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
1894         }
1895
1896         /*
1897          * Enforce maximal scan/migration frequency..
1898          */
1899         migrate = mm->numa_next_scan;
1900         if (time_before(now, migrate))
1901                 return;
1902
1903         if (p->numa_scan_period == 0) {
1904                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1905                 p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1906         }
1907
1908         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1909         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
1910                 return;
1911
1912         /*
1913          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
1914          * the next time around.
1915          */
1916         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
1917
1918         start = mm->numa_scan_offset;
1919         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
1920         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
1921         if (!pages)
1922                 return;
1923
1924         down_read(&mm->mmap_sem);
1925         vma = find_vma(mm, start);
1926         if (!vma) {
1927                 reset_ptenuma_scan(p);
1928                 start = 0;
1929                 vma = mm->mmap;
1930         }
1931         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
1932                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(p, vma))
1933                         continue;
1934
1935                 /*
1936                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
1937                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
1938                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
1939                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
1940                  */
1941                 if (!vma->vm_mm ||
1942                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
1943                         continue;
1944
1945                 /*
1946                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
1947                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
1948                  */
1949                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
1950                         continue;
1951
1952                 do {
1953                         start = max(start, vma->vm_start);
1954                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
1955                         end = min(end, vma->vm_end);
1956                         nr_pte_updates += change_prot_numa(vma, start, end);
1957
1958                         /*
1959                          * Scan sysctl_numa_balancing_scan_size but ensure that
1960                          * at least one PTE is updated so that unused virtual
1961                          * address space is quickly skipped.
1962                          */
1963                         if (nr_pte_updates)
1964                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
1965
1966                         start = end;
1967                         if (pages <= 0)
1968                                 goto out;
1969
1970                         cond_resched();
1971                 } while (end != vma->vm_end);
1972         }
1973
1974 out:
1975         /*
1976          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
1977          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
1978          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
1979          * scanner to the start so check it now.
1980          */
1981         if (vma)
1982                 mm->numa_scan_offset = start;
1983         else
1984                 reset_ptenuma_scan(p);
1985         up_read(&mm->mmap_sem);
1986 }
1987
1988 /*
1989  * Drive the periodic memory faults..
1990  */
1991 void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1992 {
1993         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
1994         u64 period, now;
1995
1996         /*
1997          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
1998          */
1999         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
2000                 return;
2001
2002         /*
2003          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
2004          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
2005          * task needs to have done some actual work before we bother with
2006          * NUMA placement.
2007          */
2008         now = curr->se.sum_exec_runtime;
2009         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
2010
2011         if (now - curr->node_stamp > period) {
2012                 if (!curr->node_stamp)
2013                         curr->numa_scan_period = task_scan_min(curr);
2014                 curr->node_stamp += period;
2015
2016                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
2017                         init_task_work(work, task_numa_work); /* TODO: move this into sched_fork() */
2018                         task_work_add(curr, work, true);
2019                 }
2020         }
2021 }
2022 #else
2023 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2024 {
2025 }
2026
2027 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2028 {
2029 }
2030
2031 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2032 {
2033 }
2034 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2035
2036 static void
2037 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2038 {
2039         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2040         if (!parent_entity(se))
2041                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2042 #ifdef CONFIG_SMP
2043         if (entity_is_task(se)) {
2044                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2045
2046                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
2047                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
2048         }
2049 #endif
2050         cfs_rq->nr_running++;
2051 }
2052
2053 static void
2054 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2055 {
2056         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2057         if (!parent_entity(se))
2058                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2059         if (entity_is_task(se)) {
2060                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
2061                 list_del_init(&se->group_node);
2062         }
2063         cfs_rq->nr_running--;
2064 }
2065
2066 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2067 # ifdef CONFIG_SMP
2068 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
2069 {
2070         long tg_weight;
2071
2072         /*
2073          * Use this CPU's actual weight instead of the last load_contribution
2074          * to gain a more accurate current total weight. See
2075          * update_cfs_rq_load_contribution().
2076          */
2077         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
2078         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_contrib;
2079         tg_weight += cfs_rq->load.weight;
2080
2081         return tg_weight;
2082 }
2083
2084 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2085 {
2086         long tg_weight, load, shares;
2087
2088         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
2089         load = cfs_rq->load.weight;
2090
2091         shares = (tg->shares * load);
2092         if (tg_weight)
2093                 shares /= tg_weight;
2094
2095         if (shares < MIN_SHARES)
2096                 shares = MIN_SHARES;
2097         if (shares > tg->shares)
2098                 shares = tg->shares;
2099
2100         return shares;
2101 }
2102 # else /* CONFIG_SMP */
2103 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2104 {
2105         return tg->shares;
2106 }
2107 # endif /* CONFIG_SMP */
2108 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
2109                             unsigned long weight)
2110 {
2111         if (se->on_rq) {
2112                 /* commit outstanding execution time */
2113                 if (cfs_rq->curr == se)
2114                         update_curr(cfs_rq);
2115                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2116         }
2117
2118         update_load_set(&se->load, weight);
2119
2120         if (se->on_rq)
2121                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2122 }
2123
2124 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
2125
2126 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2127 {
2128         struct task_group *tg;
2129         struct sched_entity *se;
2130         long shares;
2131
2132         tg = cfs_rq->tg;
2133         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
2134         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
2135                 return;
2136 #ifndef CONFIG_SMP
2137         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
2138                 return;
2139 #endif
2140         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
2141
2142         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
2143 }
2144 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2145 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2146 {
2147 }
2148 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2149
2150 #ifdef CONFIG_SMP
2151 /*
2152  * We choose a half-life close to 1 scheduling period.
2153  * Note: The tables below are dependent on this value.
2154  */
2155 #define LOAD_AVG_PERIOD 32
2156 #define LOAD_AVG_MAX 47742 /* maximum possible load avg */
2157 #define LOAD_AVG_MAX_N 345 /* number of full periods to produce LOAD_MAX_AVG */
2158
2159 /* Precomputed fixed inverse multiplies for multiplication by y^n */
2160 static const u32 runnable_avg_yN_inv[] = {
2161         0xffffffff, 0xfa83b2da, 0xf5257d14, 0xefe4b99a, 0xeac0c6e6, 0xe5b906e6,
2162         0xe0ccdeeb, 0xdbfbb796, 0xd744fcc9, 0xd2a81d91, 0xce248c14, 0xc9b9bd85,
2163         0xc5672a10, 0xc12c4cc9, 0xbd08a39e, 0xb8fbaf46, 0xb504f333, 0xb123f581,
2164         0xad583ee9, 0xa9a15ab4, 0xa5fed6a9, 0xa2704302, 0x9ef5325f, 0x9b8d39b9,
2165         0x9837f050, 0x94f4efa8, 0x91c3d373, 0x8ea4398a, 0x8b95c1e3, 0x88980e80,
2166         0x85aac367, 0x82cd8698,
2167 };
2168
2169 /*
2170  * Precomputed \Sum y^k { 1<=k<=n }.  These are floor(true_value) to prevent
2171  * over-estimates when re-combining.
2172  */
2173 static const u32 runnable_avg_yN_sum[] = {
2174             0, 1002, 1982, 2941, 3880, 4798, 5697, 6576, 7437, 8279, 9103,
2175          9909,10698,11470,12226,12966,13690,14398,15091,15769,16433,17082,
2176         17718,18340,18949,19545,20128,20698,21256,21802,22336,22859,23371,
2177 };
2178
2179 /*
2180  * Approximate:
2181  *   val * y^n,    where y^32 ~= 0.5 (~1 scheduling period)
2182  */
2183 static __always_inline u64 decay_load(u64 val, u64 n)
2184 {
2185         unsigned int local_n;
2186
2187         if (!n)
2188                 return val;
2189         else if (unlikely(n > LOAD_AVG_PERIOD * 63))
2190                 return 0;
2191
2192         /* after bounds checking we can collapse to 32-bit */
2193         local_n = n;
2194
2195         /*
2196          * As y^PERIOD = 1/2, we can combine
2197          *    y^n = 1/2^(n/PERIOD) * k^(n%PERIOD)
2198          * With a look-up table which covers k^n (n<PERIOD)
2199          *
2200          * To achieve constant time decay_load.
2201          */
2202         if (unlikely(local_n >= LOAD_AVG_PERIOD)) {
2203                 val >>= local_n / LOAD_AVG_PERIOD;
2204                 local_n %= LOAD_AVG_PERIOD;
2205         }
2206
2207         val *= runnable_avg_yN_inv[local_n];
2208         /* We don't use SRR here since we always want to round down. */
2209         return val >> 32;
2210 }
2211
2212 /*
2213  * For updates fully spanning n periods, the contribution to runnable
2214  * average will be: \Sum 1024*y^n
2215  *
2216  * We can compute this reasonably efficiently by combining:
2217  *   y^PERIOD = 1/2 with precomputed \Sum 1024*y^n {for  n <PERIOD}
2218  */
2219 static u32 __compute_runnable_contrib(u64 n)
2220 {
2221         u32 contrib = 0;
2222
2223         if (likely(n <= LOAD_AVG_PERIOD))
2224                 return runnable_avg_yN_sum[n];
2225         else if (unlikely(n >= LOAD_AVG_MAX_N))
2226                 return LOAD_AVG_MAX;
2227
2228         /* Compute \Sum k^n combining precomputed values for k^i, \Sum k^j */
2229         do {
2230                 contrib /= 2; /* y^LOAD_AVG_PERIOD = 1/2 */
2231                 contrib += runnable_avg_yN_sum[LOAD_AVG_PERIOD];
2232
2233                 n -= LOAD_AVG_PERIOD;
2234         } while (n > LOAD_AVG_PERIOD);
2235
2236         contrib = decay_load(contrib, n);
2237         return contrib + runnable_avg_yN_sum[n];
2238 }
2239
2240 /*
2241  * We can represent the historical contribution to runnable average as the
2242  * coefficients of a geometric series.  To do this we sub-divide our runnable
2243  * history into segments of approximately 1ms (1024us); label the segment that
2244  * occurred N-ms ago p_N, with p_0 corresponding to the current period, e.g.
2245  *
2246  * [<- 1024us ->|<- 1024us ->|<- 1024us ->| ...
2247  *      p0            p1           p2
2248  *     (now)       (~1ms ago)  (~2ms ago)
2249  *
2250  * Let u_i denote the fraction of p_i that the entity was runnable.
2251  *
2252  * We then designate the fractions u_i as our co-efficients, yielding the
2253  * following representation of historical load:
2254  *   u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + u_3*y^3 + ...
2255  *
2256  * We choose y based on the with of a reasonably scheduling period, fixing:
2257  *   y^32 = 0.5
2258  *
2259  * This means that the contribution to load ~32ms ago (u_32) will be weighted
2260  * approximately half as much as the contribution to load within the last ms
2261  * (u_0).
2262  *
2263  * When a period "rolls over" and we have new u_0`, multiplying the previous
2264  * sum again by y is sufficient to update:
2265  *   load_avg = u_0` + y*(u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... )
2266  *            = u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... [re-labeling u_i --> u_{i+1}]
2267  */
2268 static __always_inline int __update_entity_runnable_avg(u64 now,
2269                                                         struct sched_avg *sa,
2270                                                         int runnable)
2271 {
2272         u64 delta, periods;
2273         u32 runnable_contrib;
2274         int delta_w, decayed = 0;
2275
2276         delta = now - sa->last_runnable_update;
2277         /*
2278          * This should only happen when time goes backwards, which it
2279          * unfortunately does during sched clock init when we swap over to TSC.
2280          */
2281         if ((s64)delta < 0) {
2282                 sa->last_runnable_update = now;
2283                 return 0;
2284         }
2285
2286         /*
2287          * Use 1024ns as the unit of measurement since it's a reasonable
2288          * approximation of 1us and fast to compute.
2289          */
2290         delta >>= 10;
2291         if (!delta)
2292                 return 0;
2293         sa->last_runnable_update = now;
2294
2295         /* delta_w is the amount already accumulated against our next period */
2296         delta_w = sa->runnable_avg_period % 1024;
2297         if (delta + delta_w >= 1024) {
2298                 /* period roll-over */
2299                 decayed = 1;
2300
2301                 /*
2302                  * Now that we know we're crossing a period boundary, figure
2303                  * out how much from delta we need to complete the current
2304                  * period and accrue it.
2305                  */
2306                 delta_w = 1024 - delta_w;
2307                 if (runnable)
2308                         sa->runnable_avg_sum += delta_w;
2309                 sa->runnable_avg_period += delta_w;
2310
2311                 delta -= delta_w;
2312
2313                 /* Figure out how many additional periods this update spans */
2314                 periods = delta / 1024;
2315                 delta %= 1024;
2316
2317                 sa->runnable_avg_sum = decay_load(sa->runnable_avg_sum,
2318                                                   periods + 1);
2319                 sa->runnable_avg_period = decay_load(sa->runnable_avg_period,
2320                                                      periods + 1);
2321
2322                 /* Efficiently calculate \sum (1..n_period) 1024*y^i */
2323                 runnable_contrib = __compute_runnable_contrib(periods);
2324                 if (runnable)
2325                         sa->runnable_avg_sum += runnable_contrib;
2326                 sa->runnable_avg_period += runnable_contrib;
2327         }
2328
2329         /* Remainder of delta accrued against u_0` */
2330         if (runnable)
2331                 sa->runnable_avg_sum += delta;
2332         sa->runnable_avg_period += delta;
2333
2334         return decayed;
2335 }
2336
2337 /* Synchronize an entity's decay with its parenting cfs_rq.*/
2338 static inline u64 __synchronize_entity_decay(struct sched_entity *se)
2339 {
2340         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2341         u64 decays = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
2342
2343         decays -= se->avg.decay_count;
2344         if (!decays)
2345                 return 0;
2346
2347         se->avg.load_avg_contrib = decay_load(se->avg.load_avg_contrib, decays);
2348         se->avg.decay_count = 0;
2349
2350         return decays;
2351 }
2352
2353 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2354 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2355                                                  int force_update)
2356 {
2357         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2358         long tg_contrib;
2359
2360         tg_contrib = cfs_rq->runnable_load_avg + cfs_rq->blocked_load_avg;
2361         tg_contrib -= cfs_rq->tg_load_contrib;
2362
2363         if (force_update || abs(tg_contrib) > cfs_rq->tg_load_contrib / 8) {
2364                 atomic_long_add(tg_contrib, &tg->load_avg);
2365                 cfs_rq->tg_load_contrib += tg_contrib;
2366         }
2367 }
2368
2369 /*
2370  * Aggregate cfs_rq runnable averages into an equivalent task_group
2371  * representation for computing load contributions.
2372  */
2373 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
2374                                                   struct cfs_rq *cfs_rq)
2375 {
2376         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2377         long contrib;
2378
2379         /* The fraction of a cpu used by this cfs_rq */
2380         contrib = div_u64((u64)sa->runnable_avg_sum << NICE_0_SHIFT,
2381                           sa->runnable_avg_period + 1);
2382         contrib -= cfs_rq->tg_runnable_contrib;
2383
2384         if (abs(contrib) > cfs_rq->tg_runnable_contrib / 64) {
2385                 atomic_add(contrib, &tg->runnable_avg);
2386                 cfs_rq->tg_runnable_contrib += contrib;
2387         }
2388 }
2389
2390 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se)
2391 {
2392         struct cfs_rq *cfs_rq = group_cfs_rq(se);
2393         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2394         int runnable_avg;
2395
2396         u64 contrib;
2397
2398         contrib = cfs_rq->tg_load_contrib * tg->shares;
2399         se->avg.load_avg_contrib = div_u64(contrib,
2400                                      atomic_long_read(&tg->load_avg) + 1);
2401
2402         /*
2403          * For group entities we need to compute a correction term in the case
2404          * that they are consuming <1 cpu so that we would contribute the same
2405          * load as a task of equal weight.
2406          *
2407          * Explicitly co-ordinating this measurement would be expensive, but
2408          * fortunately the sum of each cpus contribution forms a usable
2409          * lower-bound on the true value.
2410          *
2411          * Consider the aggregate of 2 contributions.  Either they are disjoint
2412          * (and the sum represents true value) or they are disjoint and we are
2413          * understating by the aggregate of their overlap.
2414          *
2415          * Extending this to N cpus, for a given overlap, the maximum amount we
2416          * understand is then n_i(n_i+1)/2 * w_i where n_i is the number of
2417          * cpus that overlap for this interval and w_i is the interval width.
2418          *
2419          * On a small machine; the first term is well-bounded which bounds the
2420          * total error since w_i is a subset of the period.  Whereas on a
2421          * larger machine, while this first term can be larger, if w_i is the
2422          * of consequential size guaranteed to see n_i*w_i quickly converge to
2423          * our upper bound of 1-cpu.
2424          */
2425         runnable_avg = atomic_read(&tg->runnable_avg);
2426         if (runnable_avg < NICE_0_LOAD) {
2427                 se->avg.load_avg_contrib *= runnable_avg;
2428                 se->avg.load_avg_contrib >>= NICE_0_SHIFT;
2429         }
2430 }
2431
2432 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable)
2433 {
2434         __update_entity_runnable_avg(rq_clock_task(rq), &rq->avg, runnable);
2435         __update_tg_runnable_avg(&rq->avg, &rq->cfs);
2436 }
2437 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2438 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2439                                                  int force_update) {}
2440 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
2441                                                   struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2442 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se) {}
2443 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable) {}
2444 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2445
2446 static inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se)
2447 {
2448         u32 contrib;
2449
2450         /* avoid overflowing a 32-bit type w/ SCHED_LOAD_SCALE */
2451         contrib = se->avg.runnable_avg_sum * scale_load_down(se->load.weight);
2452         contrib /= (se->avg.runnable_avg_period + 1);
2453         se->avg.load_avg_contrib = scale_load(contrib);
2454 }
2455
2456 /* Compute the current contribution to load_avg by se, return any delta */
2457 static long __update_entity_load_avg_contrib(struct sched_entity *se)
2458 {
2459         long old_contrib = se->avg.load_avg_contrib;
2460
2461         if (entity_is_task(se)) {
2462                 __update_task_entity_contrib(se);
2463         } else {
2464                 __update_tg_runnable_avg(&se->avg, group_cfs_rq(se));
2465                 __update_group_entity_contrib(se);
2466         }
2467
2468         return se->avg.load_avg_contrib - old_contrib;
2469 }
2470
2471 static inline void subtract_blocked_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2472                                                  long load_contrib)
2473 {
2474         if (likely(load_contrib < cfs_rq->blocked_load_avg))
2475                 cfs_rq->blocked_load_avg -= load_contrib;
2476         else
2477                 cfs_rq->blocked_load_avg = 0;
2478 }
2479
2480 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
2481
2482 /* Update a sched_entity's runnable average */
2483 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
2484                                           int update_cfs_rq)
2485 {
2486         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2487         long contrib_delta;
2488         u64 now;
2489
2490         /*
2491          * For a group entity we need to use their owned cfs_rq_clock_task() in
2492          * case they are the parent of a throttled hierarchy.
2493          */
2494         if (entity_is_task(se))
2495                 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
2496         else
2497                 now = cfs_rq_clock_task(group_cfs_rq(se));
2498
2499         if (!__update_entity_runnable_avg(now, &se->avg, se->on_rq))
2500                 return;
2501
2502         contrib_delta = __update_entity_load_avg_contrib(se);
2503
2504         if (!update_cfs_rq)
2505                 return;
2506
2507         if (se->on_rq)
2508                 cfs_rq->runnable_load_avg += contrib_delta;
2509         else
2510                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, -contrib_delta);
2511 }
2512
2513 /*
2514  * Decay the load contributed by all blocked children and account this so that
2515  * their contribution may appropriately discounted when they wake up.
2516  */
2517 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int force_update)
2518 {
2519         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq) >> 20;
2520         u64 decays;
2521
2522         decays = now - cfs_rq->last_decay;
2523         if (!decays && !force_update)
2524                 return;
2525
2526         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_load)) {
2527                 unsigned long removed_load;
2528                 removed_load = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_load, 0);
2529                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, removed_load);
2530         }
2531
2532         if (decays) {
2533                 cfs_rq->blocked_load_avg = decay_load(cfs_rq->blocked_load_avg,
2534                                                       decays);
2535                 atomic64_add(decays, &cfs_rq->decay_counter);
2536                 cfs_rq->last_decay = now;
2537         }
2538
2539         __update_cfs_rq_tg_load_contrib(cfs_rq, force_update);
2540 }
2541
2542 /* Add the load generated by se into cfs_rq's child load-average */
2543 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2544                                                   struct sched_entity *se,
2545                                                   int wakeup)
2546 {
2547         /*
2548          * We track migrations using entity decay_count <= 0, on a wake-up
2549          * migration we use a negative decay count to track the remote decays
2550          * accumulated while sleeping.
2551          *
2552          * Newly forked tasks are enqueued with se->avg.decay_count == 0, they
2553          * are seen by enqueue_entity_load_avg() as a migration with an already
2554          * constructed load_avg_contrib.
2555          */
2556         if (unlikely(se->avg.decay_count <= 0)) {
2557                 se->avg.last_runnable_update = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
2558                 if (se->avg.decay_count) {
2559                         /*
2560                          * In a wake-up migration we have to approximate the
2561                          * time sleeping.  This is because we can't synchronize
2562                          * clock_task between the two cpus, and it is not
2563                          * guaranteed to be read-safe.  Instead, we can
2564                          * approximate this using our carried decays, which are
2565                          * explicitly atomically readable.
2566                          */
2567                         se->avg.last_runnable_update -= (-se->avg.decay_count)
2568                                                         << 20;
2569                         update_entity_load_avg(se, 0);
2570                         /* Indicate that we're now synchronized and on-rq */
2571                         se->avg.decay_count = 0;
2572                 }
2573                 wakeup = 0;
2574         } else {
2575                 __synchronize_entity_decay(se);
2576         }
2577
2578         /* migrated tasks did not contribute to our blocked load */
2579         if (wakeup) {
2580                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
2581                 update_entity_load_avg(se, 0);
2582         }
2583
2584         cfs_rq->runnable_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
2585         /* we force update consideration on load-balancer moves */
2586         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !wakeup);
2587 }
2588
2589 /*
2590  * Remove se's load from this cfs_rq child load-average, if the entity is
2591  * transitioning to a blocked state we track its projected decay using
2592  * blocked_load_avg.
2593  */
2594 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2595                                                   struct sched_entity *se,
2596                                                   int sleep)
2597 {
2598         update_entity_load_avg(se, 1);
2599         /* we force update consideration on load-balancer moves */
2600         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !sleep);
2601
2602         cfs_rq->runnable_load_avg -= se->avg.load_avg_contrib;
2603         if (sleep) {
2604                 cfs_rq->blocked_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
2605                 se->avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
2606         } /* migrations, e.g. sleep=0 leave decay_count == 0 */
2607 }
2608
2609 /*
2610  * Update the rq's load with the elapsed running time before entering
2611  * idle. if the last scheduled task is not a CFS task, idle_enter will
2612  * be the only way to update the runnable statistic.
2613  */
2614 void idle_enter_fair(struct rq *this_rq)
2615 {
2616         update_rq_runnable_avg(this_rq, 1);
2617 }
2618
2619 /*
2620  * Update the rq's load with the elapsed idle time before a task is
2621  * scheduled. if the newly scheduled task is not a CFS task, idle_exit will
2622  * be the only way to update the runnable statistic.
2623  */
2624 void idle_exit_fair(struct rq *this_rq)
2625 {
2626         update_rq_runnable_avg(this_rq, 0);
2627 }
2628
2629 static int idle_balance(struct rq *this_rq);
2630
2631 #else /* CONFIG_SMP */
2632
2633 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
2634                                           int update_cfs_rq) {}
2635 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable) {}
2636 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2637                                            struct sched_entity *se,
2638                                            int wakeup) {}
2639 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2640                                            struct sched_entity *se,
2641                                            int sleep) {}
2642 static inline void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
2643                                               int force_update) {}
2644
2645 static inline int idle_balance(struct rq *rq)
2646 {
2647         return 0;
2648 }
2649
2650 #endif /* CONFIG_SMP */
2651
2652 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2653 {
2654 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2655         struct task_struct *tsk = NULL;
2656
2657         if (entity_is_task(se))
2658                 tsk = task_of(se);
2659
2660         if (se->statistics.sleep_start) {
2661                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.sleep_start;
2662
2663                 if ((s64)delta < 0)
2664                         delta = 0;
2665
2666                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
2667                         se->statistics.sleep_max = delta;
2668
2669                 se->statistics.sleep_start = 0;
2670                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2671
2672                 if (tsk) {
2673                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
2674                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
2675                 }
2676         }
2677         if (se->statistics.block_start) {
2678                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.block_start;
2679
2680                 if ((s64)delta < 0)
2681                         delta = 0;
2682
2683                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
2684                         se->statistics.block_max = delta;
2685
2686                 se->statistics.block_start = 0;
2687                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2688
2689                 if (tsk) {
2690                         if (tsk->in_iowait) {
2691                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
2692                                 se->statistics.iowait_count++;
2693                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
2694                         }
2695
2696                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
2697
2698                         /*
2699                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
2700                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
2701                          * amount of time that the task spent sleeping:
2702                          */
2703                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
2704                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
2705                                                 (void *)get_wchan(tsk),
2706                                                 delta >> 20);
2707                         }
2708                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
2709                 }
2710         }
2711 #endif
2712 }
2713
2714 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2715 {
2716 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2717         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
2718
2719         if (d < 0)
2720                 d = -d;
2721
2722         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
2723                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
2724 #endif
2725 }
2726
2727 static void
2728 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
2729 {
2730         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
2731
2732         /*
2733          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
2734          * however the extra weight of the new task will slow them down a
2735          * little, place the new task so that it fits in the slot that
2736          * stays open at the end.
2737          */
2738         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
2739                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
2740
2741         /* sleeps up to a single latency don't count. */
2742         if (!initial) {
2743                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
2744
2745                 /*
2746                  * Halve their sleep time's effect, to allow
2747                  * for a gentler effect of sleepers:
2748                  */
2749                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
2750                         thresh >>= 1;
2751
2752                 vruntime -= thresh;
2753         }
2754
2755         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
2756         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
2757 }
2758
2759 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
2760
2761 static void
2762 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
2763 {
2764         /*
2765          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
2766          * through calling update_curr().
2767          */
2768         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
2769                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
2770
2771         /*
2772          * Update run-time statistics of the 'current'.
2773          */
2774         update_curr(cfs_rq);
2775         enqueue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
2776         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2777         update_cfs_shares(cfs_rq);
2778
2779         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
2780                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
2781                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
2782         }
2783
2784         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
2785         check_spread(cfs_rq, se);
2786         if (se != cfs_rq->curr)
2787                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
2788         se->on_rq = 1;
2789
2790         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
2791                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
2792                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
2793         }
2794 }
2795
2796 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
2797 {
2798         for_each_sched_entity(se) {
2799                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2800                 if (cfs_rq->last != se)
2801                         break;
2802
2803                 cfs_rq->last = NULL;
2804         }
2805 }
2806
2807 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
2808 {
2809         for_each_sched_entity(se) {
2810                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2811                 if (cfs_rq->next != se)
2812                         break;
2813
2814                 cfs_rq->next = NULL;
2815         }
2816 }
2817
2818 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
2819 {
2820         for_each_sched_entity(se) {
2821                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2822                 if (cfs_rq->skip != se)
2823                         break;
2824
2825                 cfs_rq->skip = NULL;
2826         }
2827 }
2828
2829 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2830 {
2831         if (cfs_rq->last == se)
2832                 __clear_buddies_last(se);
2833
2834         if (cfs_rq->next == se)
2835                 __clear_buddies_next(se);
2836
2837         if (cfs_rq->skip == se)
2838                 __clear_buddies_skip(se);
2839 }
2840
2841 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
2842
2843 static void
2844 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
2845 {
2846         /*
2847          * Update run-time statistics of the 'current'.
2848          */
2849         update_curr(cfs_rq);
2850         dequeue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & DEQUEUE_SLEEP);
2851
2852         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
2853         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
2854 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2855                 if (entity_is_task(se)) {
2856                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
2857
2858                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
2859                                 se->statistics.sleep_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
2860                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
2861                                 se->statistics.block_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
2862                 }
2863 #endif
2864         }
2865
2866         clear_buddies(cfs_rq, se);
2867
2868         if (se != cfs_rq->curr)
2869                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
2870         se->on_rq = 0;
2871         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2872
2873         /*
2874          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
2875          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
2876          * movement in our normalized position.
2877          */
2878         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
2879                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
2880
2881         /* return excess runtime on last dequeue */
2882         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2883
2884         update_min_vruntime(cfs_rq);
2885         update_cfs_shares(cfs_rq);
2886 }
2887
2888 /*
2889  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
2890  */
2891 static void
2892 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
2893 {
2894         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
2895         struct sched_entity *se;
2896         s64 delta;
2897
2898         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
2899         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
2900         if (delta_exec > ideal_runtime) {
2901                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2902                 /*
2903                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
2904                  * re-elected due to buddy favours.
2905                  */
2906                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
2907                 return;
2908         }
2909
2910         /*
2911          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
2912          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
2913          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
2914          */
2915         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
2916                 return;
2917
2918         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
2919         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
2920
2921         if (delta < 0)
2922                 return;
2923
2924         if (delta > ideal_runtime)
2925                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2926 }
2927
2928 static void
2929 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2930 {
2931         /* 'current' is not kept within the tree. */
2932         if (se->on_rq) {
2933                 /*
2934                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
2935                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
2936                  * runqueue.
2937                  */
2938                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
2939                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
2940         }
2941
2942         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
2943         cfs_rq->curr = se;
2944 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2945         /*
2946          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
2947          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
2948          * when there are only lesser-weight tasks around):
2949          */
2950         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
2951                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
2952                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
2953         }
2954 #endif
2955         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
2956 }
2957
2958 static int
2959 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
2960
2961 /*
2962  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
2963  * 1) keep things fair between processes/task groups
2964  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
2965  * 3) pick the "last" process, for cache locality
2966  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
2967  */
2968 static struct sched_entity *
2969 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
2970 {
2971         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
2972         struct sched_entity *se;
2973
2974         /*
2975          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
2976          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
2977          */
2978         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
2979                 left = curr;
2980
2981         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
2982
2983         /*
2984          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
2985          * be done without getting too unfair.
2986          */
2987         if (cfs_rq->skip == se) {
2988                 struct sched_entity *second;
2989
2990                 if (se == curr) {
2991                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
2992                 } else {
2993                         second = __pick_next_entity(se);
2994                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
2995                                 second = curr;
2996                 }
2997
2998                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
2999                         se = second;
3000         }
3001
3002         /*
3003          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
3004          */
3005         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
3006                 se = cfs_rq->last;
3007
3008         /*
3009          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
3010          */
3011         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
3012                 se = cfs_rq->next;
3013
3014         clear_buddies(cfs_rq, se);
3015
3016         return se;
3017 }
3018
3019 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3020
3021 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
3022 {
3023         /*
3024          * If still on the runqueue then deactivate_task()
3025          * was not called and update_curr() has to be done:
3026          */
3027         if (prev->on_rq)
3028                 update_curr(cfs_rq);
3029
3030         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
3031         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3032
3033         check_spread(cfs_rq, prev);
3034         if (prev->on_rq) {
3035                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
3036                 /* Put 'current' back into the tree. */
3037                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
3038                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
3039                 update_entity_load_avg(prev, 1);
3040         }
3041         cfs_rq->curr = NULL;
3042 }
3043
3044 static void
3045 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
3046 {
3047         /*
3048          * Update run-time statistics of the 'current'.
3049          */
3050         update_curr(cfs_rq);
3051
3052         /*
3053          * Ensure that runnable average is periodically updated.
3054          */
3055         update_entity_load_avg(curr, 1);
3056         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
3057         update_cfs_shares(cfs_rq);
3058
3059 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
3060         /*
3061          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
3062          * validating it and just reschedule.
3063          */
3064         if (queued) {
3065                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
3066                 return;
3067         }
3068         /*
3069          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
3070          */
3071         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
3072                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
3073                 return;
3074 #endif
3075
3076         if (cfs_rq->nr_running > 1)
3077                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
3078 }
3079
3080
3081 /**************************************************
3082  * CFS bandwidth control machinery
3083  */
3084
3085 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
3086
3087 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
3088 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
3089
3090 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
3091 {
3092         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
3093 }
3094
3095 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
3096 {
3097         static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
3098 }
3099
3100 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
3101 {
3102         static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
3103 }
3104 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
3105 static bool cfs_bandwidth_used(void)
3106 {
3107         return true;
3108 }
3109
3110 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
3111 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
3112 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
3113
3114 /*
3115  * default period for cfs group bandwidth.
3116  * default: 0.1s, units: nanoseconds
3117  */
3118 static inline u64 default_cfs_period(void)
3119 {
3120         return 100000000ULL;
3121 }
3122
3123 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
3124 {
3125         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
3126 }
3127
3128 /*
3129  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
3130  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
3131  * additional synchronization around rq->lock.
3132  *
3133  * requires cfs_b->lock
3134  */
3135 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3136 {
3137         u64 now;
3138
3139         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3140                 return;
3141
3142         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
3143         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
3144         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
3145 }
3146
3147 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
3148 {
3149         return &tg->cfs_bandwidth;
3150 }
3151
3152 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
3153 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
3154 {
3155         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
3156                 return cfs_rq->throttled_clock_task;
3157
3158         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
3159 }
3160
3161 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
3162 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3163 {
3164         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
3165         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
3166         u64 amount = 0, min_amount, expires;
3167
3168         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
3169         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
3170
3171         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3172         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3173                 amount = min_amount;
3174         else {
3175                 /*
3176                  * If the bandwidth pool has become inactive, then at least one
3177                  * period must have elapsed since the last consumption.
3178                  * Refresh the global state and ensure bandwidth timer becomes
3179                  * active.
3180                  */
3181                 if (!cfs_b->timer_active) {
3182                         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
3183                         __start_cfs_bandwidth(cfs_b, false);
3184                 }
3185
3186                 if (cfs_b->runtime > 0) {
3187                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
3188                         cfs_b->runtime -= amount;
3189                         cfs_b->idle = 0;
3190                 }
3191         }
3192         expires = cfs_b->runtime_expires;
3193         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3194
3195         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
3196         /*
3197          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
3198          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
3199          * issued.
3200          */
3201         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
3202                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3203
3204         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
3205 }
3206
3207 /*
3208  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
3209  * fact that rq->clock snapshots this value.
3210  */
3211 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3212 {
3213         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3214
3215         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
3216         if (likely((s64)(rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
3217                 return;
3218
3219         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
3220                 return;
3221
3222         /*
3223          * If the local deadline has passed we have to consider the
3224          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
3225          * has not truly expired.
3226          *
3227          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
3228          * whether the global deadline has advanced.
3229          */
3230
3231         if ((s64)(cfs_rq->runtime_expires - cfs_b->runtime_expires) >= 0) {
3232                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
3233                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
3234         } else {
3235                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
3236                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
3237         }
3238 }
3239
3240 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3241 {
3242         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
3243         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
3244         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3245
3246         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3247                 return;
3248
3249         /*
3250          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
3251          * hierarchy can be throttled
3252          */
3253         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
3254                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
3255 }
3256
3257 static __always_inline
3258 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3259 {
3260         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
3261                 return;
3262
3263         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
3264 }
3265
3266 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
3267 {
3268         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
3269 }
3270
3271 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
3272 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
3273 {
3274         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
3275 }
3276
3277 /*
3278  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
3279  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
3280  * load-balance operations.
3281  */
3282 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
3283                                     int src_cpu, int dest_cpu)
3284 {
3285         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
3286
3287         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
3288         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
3289
3290         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
3291                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
3292 }
3293
3294 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
3295 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
3296 {
3297         struct rq *rq = data;
3298         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3299
3300         cfs_rq->throttle_count--;
3301 #ifdef CONFIG_SMP
3302         if (!cfs_rq->throttle_count) {
3303                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
3304                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
3305                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
3306         }
3307 #endif
3308
3309         return 0;
3310 }
3311
3312 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
3313 {
3314         struct rq *rq = data;
3315         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3316
3317         /* group is entering throttled state, stop time */
3318         if (!cfs_rq->throttle_count)
3319                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
3320         cfs_rq->throttle_count++;
3321
3322         return 0;
3323 }
3324
3325 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3326 {
3327         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3328         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3329         struct sched_entity *se;
3330         long task_delta, dequeue = 1;
3331
3332         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
3333
3334         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
3335         rcu_read_lock();
3336         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
3337         rcu_read_unlock();
3338
3339         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3340         for_each_sched_entity(se) {
3341                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
3342                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
3343                 if (!se->on_rq)
3344                         break;
3345
3346                 if (dequeue)
3347                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
3348                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
3349
3350                 if (qcfs_rq->load.weight)
3351                         dequeue = 0;
3352         }
3353
3354         if (!se)
3355                 sub_nr_running(rq, task_delta);
3356
3357         cfs_rq->throttled = 1;
3358         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
3359         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3360         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
3361         if (!cfs_b->timer_active)
3362                 __start_cfs_bandwidth(cfs_b, false);
3363         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3364 }
3365
3366 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3367 {
3368         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3369         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3370         struct sched_entity *se;
3371         int enqueue = 1;
3372         long task_delta;
3373
3374         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
3375
3376         cfs_rq->throttled = 0;
3377
3378         update_rq_clock(rq);
3379
3380         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3381         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
3382         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
3383         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3384
3385         /* update hierarchical throttle state */
3386         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
3387
3388         if (!cfs_rq->load.weight)
3389                 return;
3390
3391         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3392         for_each_sched_entity(se) {
3393                 if (se->on_rq)
3394                         enqueue = 0;
3395
3396                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3397                 if (enqueue)
3398                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
3399                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
3400
3401                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3402                         break;
3403         }
3404
3405         if (!se)
3406                 add_nr_running(rq, task_delta);
3407
3408         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
3409         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
3410                 resched_task(rq->curr);
3411 }
3412
3413 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
3414                 u64 remaining, u64 expires)
3415 {
3416         struct cfs_rq *cfs_rq;
3417         u64 runtime = remaining;
3418
3419         rcu_read_lock();
3420         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
3421                                 throttled_list) {
3422                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3423
3424                 raw_spin_lock(&rq->lock);
3425                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3426                         goto next;
3427
3428                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
3429                 if (runtime > remaining)
3430                         runtime = remaining;
3431                 remaining -= runtime;
3432
3433                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
3434                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3435
3436                 /* we check whether we're throttled above */
3437                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
3438                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3439
3440 next:
3441                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
3442
3443                 if (!remaining)
3444                         break;
3445         }
3446         rcu_read_unlock();
3447
3448         return remaining;
3449 }
3450
3451 /*
3452  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
3453  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
3454  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
3455  * used to track this state.
3456  */
3457 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
3458 {
3459         u64 runtime, runtime_expires;
3460         int idle = 1, throttled;
3461
3462         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3463         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
3464         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3465                 goto out_unlock;
3466
3467         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3468         /* idle depends on !throttled (for the case of a large deficit) */
3469         idle = cfs_b->idle && !throttled;
3470         cfs_b->nr_periods += overrun;
3471
3472         /* if we're going inactive then everything else can be deferred */
3473         if (idle)
3474                 goto out_unlock;
3475
3476         /*
3477          * if we have relooped after returning idle once, we need to update our
3478          * status as actually running, so that other cpus doing
3479          * __start_cfs_bandwidth will stop trying to cancel us.
3480          */
3481         cfs_b->timer_active = 1;
3482
3483         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
3484
3485         if (!throttled) {
3486                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
3487                 cfs_b->idle = 1;
3488                 goto out_unlock;
3489         }
3490
3491         /* account preceding periods in which throttling occurred */
3492         cfs_b->nr_throttled += overrun;
3493
3494         /*
3495          * There are throttled entities so we must first use the new bandwidth
3496          * to unthrottle them before making it generally available.  This
3497          * ensures that all existing debts will be paid before a new cfs_rq is
3498          * allowed to run.
3499          */
3500         runtime = cfs_b->runtime;
3501         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
3502         cfs_b->runtime = 0;
3503
3504         /*
3505          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth
3506          * while we unthrottle.  This can potentially race with an unthrottled
3507          * group trying to acquire new bandwidth from the global pool.
3508          */
3509         while (throttled && runtime > 0) {
3510                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3511                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
3512                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
3513                                                  runtime_expires);
3514                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3515
3516                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3517         }
3518
3519         /* return (any) remaining runtime */
3520         cfs_b->runtime = runtime;
3521         /*
3522          * While we are ensured activity in the period following an
3523          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
3524          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
3525          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
3526          */
3527         cfs_b->idle = 0;
3528 out_unlock:
3529         if (idle)
3530                 cfs_b->timer_active = 0;
3531         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3532
3533         return idle;
3534 }
3535
3536 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
3537 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
3538 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
3539 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
3540 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
3541 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
3542
3543 /*
3544  * Are we near the end of the current quota period?
3545  *
3546  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
3547  * hrtimer base being cleared by __hrtimer_start_range_ns. In the case of
3548  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
3549  */
3550 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
3551 {
3552         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
3553         u64 remaining;
3554
3555         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
3556         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
3557                 return 1;
3558
3559         /* is a quota refresh about to occur? */
3560         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
3561         if (remaining < min_expire)
3562                 return 1;
3563
3564         return 0;
3565 }
3566
3567 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3568 {
3569         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
3570
3571         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
3572         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
3573                 return;
3574
3575         start_bandwidth_timer(&cfs_b->slack_timer,
3576                                 ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period));
3577 }
3578
3579 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
3580 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3581 {
3582         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3583         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
3584
3585         if (slack_runtime <= 0)
3586                 return;
3587
3588         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3589         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
3590             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
3591                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
3592
3593                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
3594                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
3595                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
3596                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
3597         }
3598         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3599
3600         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
3601         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
3602 }
3603
3604 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3605 {
3606         if (!cfs_bandwidth_used())
3607                 return;
3608
3609         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
3610                 return;
3611
3612         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3613 }
3614
3615 /*
3616  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
3617  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
3618  */
3619 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3620 {
3621         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
3622         u64 expires;
3623
3624         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
3625         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3626         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
3627                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3628                 return;
3629         }
3630
3631         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice) {
3632                 runtime = cfs_b->runtime;
3633                 cfs_b->runtime = 0;
3634         }
3635         expires = cfs_b->runtime_expires;
3636         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3637
3638         if (!runtime)
3639                 return;
3640
3641         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
3642
3643         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3644         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
3645                 cfs_b->runtime = runtime;
3646         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3647 }
3648
3649 /*
3650  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
3651  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
3652  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
3653  */
3654 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
3655 {
3656         if (!cfs_bandwidth_used())
3657                 return;
3658
3659         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
3660         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
3661                 return;
3662
3663         /* ensure the group is not already throttled */
3664         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3665                 return;
3666
3667         /* update runtime allocation */
3668         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
3669         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
3670                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3671 }
3672
3673 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
3674 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3675 {
3676         if (!cfs_bandwidth_used())
3677                 return false;
3678
3679         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3680                 return false;
3681
3682         /*
3683          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
3684          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
3685          */
3686         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3687                 return true;
3688
3689         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3690         return true;
3691 }
3692
3693 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
3694 {
3695         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3696                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
3697         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
3698
3699         return HRTIMER_NORESTART;
3700 }
3701
3702 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
3703 {
3704         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3705                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
3706         ktime_t now;
3707         int overrun;
3708         int idle = 0;
3709
3710         for (;;) {
3711                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
3712                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, cfs_b->period);
3713
3714                 if (!overrun)
3715                         break;
3716
3717                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
3718         }
3719
3720         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
3721 }
3722
3723 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3724 {
3725         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
3726         cfs_b->runtime = 0;
3727         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
3728         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
3729
3730         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3731         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3732         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
3733         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3734         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
3735 }
3736
3737 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3738 {
3739         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
3740         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
3741 }
3742
3743 /* requires cfs_b->lock, may release to reprogram timer */
3744 void __start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b, bool force)
3745 {
3746         /*
3747          * The timer may be active because we're trying to set a new bandwidth
3748          * period or because we're racing with the tear-down path
3749          * (timer_active==0 becomes visible before the hrtimer call-back
3750          * terminates).  In either case we ensure that it's re-programmed
3751          */
3752         while (unlikely(hrtimer_active(&cfs_b->period_timer)) &&
3753                hrtimer_try_to_cancel(&cfs_b->period_timer) < 0) {
3754                 /* bounce the lock to allow do_sched_cfs_period_timer to run */
3755                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3756                 cpu_relax();
3757                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3758                 /* if someone else restarted the timer then we're done */
3759                 if (!force && cfs_b->timer_active)
3760                         return;
3761         }
3762
3763         cfs_b->timer_active = 1;
3764         start_bandwidth_timer(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
3765 }
3766
3767 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3768 {
3769         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
3770         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
3771 }
3772
3773 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
3774 {
3775         struct cfs_rq *cfs_rq;
3776
3777         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
3778                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3779
3780                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
3781                         continue;
3782
3783                 /*
3784                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
3785                  * there's some valid quota amount
3786                  */
3787                 cfs_rq->runtime_remaining = cfs_b->quota;
3788                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3789                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3790         }
3791 }
3792
3793 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
3794 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
3795 {
3796         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
3797 }
3798
3799 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
3800 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
3801 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3802 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3803
3804 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
3805 {
3806         return 0;
3807 }
3808
3809 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
3810 {
3811         return 0;
3812 }
3813
3814 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
3815                                     int src_cpu, int dest_cpu)
3816 {
3817         return 0;
3818 }
3819
3820 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
3821
3822 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3823 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3824 #endif
3825
3826 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
3827 {
3828         return NULL;
3829 }
3830 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
3831 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
3832
3833 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
3834
3835 /**************************************************
3836  * CFS operations on tasks:
3837  */
3838
3839 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
3840 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3841 {
3842         struct sched_entity *se = &p->se;
3843         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3844
3845         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
3846
3847         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
3848                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
3849                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
3850                 s64 delta = slice - ran;
3851
3852                 if (delta < 0) {
3853                         if (rq->curr == p)
3854                                 resched_task(p);
3855                         return;
3856                 }
3857
3858                 /*
3859                  * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
3860                  * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
3861                  */
3862                 if (rq->curr != p)
3863                         delta = max_t(s64, 10000LL, delta);
3864
3865                 hrtick_start(rq, delta);
3866         }
3867 }
3868
3869 /*
3870  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
3871  * current task is from our class and nr_running is low enough
3872  * to matter.
3873  */
3874 static void hrtick_update(struct rq *rq)
3875 {
3876         struct task_struct *curr = rq->curr;
3877
3878         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
3879                 return;
3880
3881         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
3882                 hrtick_start_fair(rq, curr);
3883 }
3884 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
3885 static inline void
3886 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3887 {
3888 }
3889
3890 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
3891 {
3892 }
3893 #endif
3894
3895 /*
3896  * The enqueue_task method is called before nr_running is
3897  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
3898  * then put the task into the rbtree:
3899  */
3900 static void
3901 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
3902 {
3903         struct cfs_rq *cfs_rq;
3904         struct sched_entity *se = &p->se;
3905
3906         for_each_sched_entity(se) {
3907                 if (se->on_rq)
3908                         break;
3909                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3910                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
3911
3912                 /*
3913                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
3914                  *
3915                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
3916                  * post the final h_nr_running increment below.
3917                 */
3918                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3919                         break;
3920                 cfs_rq->h_nr_running++;
3921
3922                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
3923         }
3924
3925         for_each_sched_entity(se) {
3926                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3927                 cfs_rq->h_nr_running++;
3928
3929                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3930                         break;
3931
3932                 update_cfs_shares(cfs_rq);
3933                 update_entity_load_avg(se, 1);
3934         }
3935
3936         if (!se) {
3937                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
3938                 add_nr_running(rq, 1);
3939         }
3940         hrtick_update(rq);
3941 }
3942
3943 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
3944
3945 /*
3946  * The dequeue_task method is called before nr_running is
3947  * decreased. We remove the task from the rbtree and
3948  * update the fair scheduling stats:
3949  */
3950 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
3951 {
3952         struct cfs_rq *cfs_rq;
3953         struct sched_entity *se = &p->se;
3954         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
3955
3956         for_each_sched_entity(se) {
3957                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3958                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
3959
3960                 /*
3961                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
3962                  *
3963                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
3964                  * post the final h_nr_running decrement below.
3965                 */
3966                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3967                         break;
3968                 cfs_rq->h_nr_running--;
3969
3970                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
3971                 if (cfs_rq->load.weight) {
3972                         /*
3973                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
3974                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
3975                          */
3976                         if (task_sleep && parent_entity(se))
3977                                 set_next_buddy(parent_entity(se));
3978
3979                         /* avoid re-evaluating load for this entity */
3980                         se = parent_entity(se);
3981                         break;
3982                 }
3983                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
3984         }
3985
3986         for_each_sched_entity(se) {
3987                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3988                 cfs_rq->h_nr_running--;
3989
3990                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3991                         break;
3992
3993                 update_cfs_shares(cfs_rq);
3994                 update_entity_load_avg(se, 1);
3995         }
3996
3997         if (!se) {
3998                 sub_nr_running(rq, 1);
3999                 update_rq_runnable_avg(rq, 1);
4000         }
4001         hrtick_update(rq);
4002 }
4003
4004 #ifdef CONFIG_SMP
4005 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
4006 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
4007 {
4008         return cpu_rq(cpu)->cfs.runnable_load_avg;
4009 }
4010
4011 /*
4012  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
4013  * according to the scheduling class and "nice" value.
4014  *
4015  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
4016  * balance conservatively.
4017  */
4018 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
4019 {
4020         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4021         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
4022
4023         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
4024                 return total;
4025
4026         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
4027 }
4028
4029 /*
4030  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
4031  * according to the scheduling class and "nice" value.
4032  */
4033 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
4034 {
4035         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4036         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
4037
4038         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
4039                 return total;
4040
4041         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
4042 }
4043
4044 static unsigned long power_of(int cpu)
4045 {
4046         return cpu_rq(cpu)->cpu_power;
4047 }
4048
4049 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
4050 {
4051         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4052         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
4053         unsigned long load_avg = rq->cfs.runnable_load_avg;
4054
4055         if (nr_running)
4056                 return load_avg / nr_running;
4057
4058         return 0;
4059 }
4060
4061 static void record_wakee(struct task_struct *p)
4062 {
4063         /*
4064          * Rough decay (wiping) for cost saving, don't worry
4065          * about the boundary, really active task won't care
4066          * about the loss.
4067          */
4068         if (jiffies > current->wakee_flip_decay_ts + HZ) {
4069                 current->wakee_flips >>= 1;
4070                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
4071         }
4072
4073         if (current->last_wakee != p) {
4074                 current->last_wakee = p;
4075                 current->wakee_flips++;
4076         }
4077 }
4078
4079 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
4080 {
4081         struct sched_entity *se = &p->se;
4082         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4083         u64 min_vruntime;
4084
4085 #ifndef CONFIG_64BIT
4086         u64 min_vruntime_copy;
4087
4088         do {
4089                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
4090                 smp_rmb();
4091                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4092         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
4093 #else
4094         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4095 #endif
4096
4097         se->vruntime -= min_vruntime;
4098         record_wakee(p);
4099 }
4100
4101 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4102 /*
4103  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
4104  *
4105  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
4106  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
4107  * can calculate the shift in shares.
4108  *
4109  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
4110  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
4111  * total group weight.
4112  *
4113  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
4114  * distribution (s_i) using:
4115  *
4116  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
4117  *
4118  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
4119  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
4120  * shares distribution (s_i):
4121  *
4122  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
4123  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
4124  *
4125  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
4126  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
4127  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
4128  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
4129  *
4130  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
4131  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
4132  *
4133  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
4134  *
4135  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
4136  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
4137  * weight and shares distributions like:
4138  *
4139  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
4140  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
4141  *
4142  * We can then compute the difference in effective weight by using:
4143  *
4144  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
4145  *
4146  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
4147  *
4148  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
4149  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
4150  * 4/7) times the weight of the group.
4151  */
4152 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4153 {
4154         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
4155
4156         if (!tg->parent)        /* the trivial, non-cgroup case */
4157                 return wl;
4158
4159         for_each_sched_entity(se) {
4160                 long w, W;
4161
4162                 tg = se->my_q->tg;
4163
4164                 /*
4165                  * W = @wg + \Sum rw_j
4166                  */
4167                 W = wg + calc_tg_weight(tg, se->my_q);
4168
4169                 /*
4170                  * w = rw_i + @wl
4171                  */
4172                 w = se->my_q->load.weight + wl;
4173
4174                 /*
4175                  * wl = S * s'_i; see (2)
4176                  */
4177                 if (W > 0 && w < W)
4178                         wl = (w * tg->shares) / W;
4179                 else
4180                         wl = tg->shares;
4181
4182                 /*
4183                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
4184                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
4185                  * calc_cfs_shares().
4186                  */
4187                 if (wl < MIN_SHARES)
4188                         wl = MIN_SHARES;
4189
4190                 /*
4191                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
4192                  */
4193                 wl -= se->load.weight;
4194
4195                 /*
4196                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
4197                  * the final effective load change on the root group. Since
4198                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
4199                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
4200                  * resulting from this level per the above.
4201                  */
4202                 wg = 0;
4203         }
4204
4205         return wl;
4206 }
4207 #else
4208
4209 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4210 {
4211         return wl;
4212 }
4213
4214 #endif
4215
4216 static int wake_wide(struct task_struct *p)
4217 {
4218         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
4219
4220         /*
4221          * Yeah, it's the switching-frequency, could means many wakee or
4222          * rapidly switch, use factor here will just help to automatically
4223          * adjust the loose-degree, so bigger node will lead to more pull.
4224          */
4225         if (p->wakee_flips > factor) {
4226                 /*
4227                  * wakee is somewhat hot, it needs certain amount of cpu
4228                  * resource, so if waker is far more hot, prefer to leave
4229                  * it alone.
4230                  */
4231                 if (current->wakee_flips > (factor * p->wakee_flips))
4232                         return 1;
4233         }
4234
4235         return 0;
4236 }
4237
4238 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
4239 {
4240         s64 this_load, load;
4241         int idx, this_cpu, prev_cpu;
4242         unsigned long tl_per_task;
4243         struct task_group *tg;
4244         unsigned long weight;
4245         int balanced;
4246
4247         /*
4248          * If we wake multiple tasks be careful to not bounce
4249          * ourselves around too much.
4250          */
4251         if (wake_wide(p))
4252                 return 0;
4253
4254         idx       = sd->wake_idx;
4255         this_cpu  = smp_processor_id();
4256         prev_cpu  = task_cpu(p);
4257         load      = source_load(prev_cpu, idx);
4258         this_load = target_load(this_cpu, idx);
4259
4260         /*
4261          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
4262          * effect of the currently running task from the load
4263          * of the current CPU:
4264          */
4265         if (sync) {
4266                 tg = task_group(current);
4267                 weight = current->se.load.weight;
4268
4269                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
4270                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
4271         }
4272
4273         tg = task_group(p);
4274         weight = p->se.load.weight;
4275
4276         /*
4277          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
4278          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
4279          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
4280          * about that, so that's good too.
4281          *
4282          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
4283          * task to be woken on this_cpu.
4284          */
4285         if (this_load > 0) {
4286                 s64 this_eff_load, prev_eff_load;
4287
4288                 this_eff_load = 100;
4289                 this_eff_load *= power_of(prev_cpu);
4290                 this_eff_load *= this_load +
4291                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
4292
4293                 prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
4294                 prev_eff_load *= power_of(this_cpu);
4295                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
4296
4297                 balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
4298         } else
4299                 balanced = true;
4300
4301         /*
4302          * If the currently running task will sleep within
4303          * a reasonable amount of time then attract this newly
4304          * woken task:
4305          */
4306         if (sync && balanced)
4307                 return 1;
4308
4309         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
4310         tl_per_task = cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
4311
4312         if (balanced ||
4313             (this_load <= load &&
4314              this_load + target_load(prev_cpu, idx) <= tl_per_task)) {
4315                 /*
4316                  * This domain has SD_WAKE_AFFINE and
4317                  * p is cache cold in this domain, and
4318                  * there is no bad imbalance.
4319                  */
4320                 schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
4321                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
4322
4323                 return 1;
4324         }
4325         return 0;
4326 }
4327
4328 /*
4329  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
4330  * domain.
4331  */
4332 static struct sched_group *
4333 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
4334                   int this_cpu, int sd_flag)
4335 {
4336         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
4337         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
4338         int load_idx = sd->forkexec_idx;
4339         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
4340
4341         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
4342                 load_idx = sd->wake_idx;
4343
4344         do {
4345                 unsigned long load, avg_load;
4346                 int local_group;
4347                 int i;
4348
4349                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
4350                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
4351                                         tsk_cpus_allowed(p)))
4352                         continue;
4353
4354                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
4355                                                sched_group_cpus(group));
4356
4357                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
4358                 avg_load = 0;
4359
4360                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
4361                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
4362                         if (local_group)
4363                                 load = source_load(i, load_idx);
4364                         else
4365                                 load = target_load(i, load_idx);
4366
4367                         avg_load += load;
4368                 }
4369
4370                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
4371                 avg_load = (avg_load * SCHED_POWER_SCALE) / group->sgp->power;
4372
4373                 if (local_group) {
4374                         this_load = avg_load;
4375                 } else if (avg_load < min_load) {
4376                         min_load = avg_load;
4377                         idlest = group;
4378                 }
4379         } while (group = group->next, group != sd->groups);
4380
4381         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
4382                 return NULL;
4383         return idlest;
4384 }
4385
4386 /*
4387  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
4388  */
4389 static int
4390 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
4391 {
4392         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
4393         int idlest = -1;
4394         int i;
4395
4396         /* Traverse only the allowed CPUs */
4397         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
4398                 load = weighted_cpuload(i);
4399
4400                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
4401                         min_load = load;
4402                         idlest = i;
4403                 }
4404         }
4405
4406         return idlest;
4407 }
4408
4409 /*
4410  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
4411  */
4412 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
4413 {
4414         struct sched_domain *sd;
4415         struct sched_group *sg;
4416         int i = task_cpu(p);
4417
4418         if (idle_cpu(target))
4419                 return target;
4420
4421         /*
4422          * If the prevous cpu is cache affine and idle, don't be stupid.
4423          */
4424         if (i != target && cpus_share_cache(i, target) && idle_cpu(i))
4425                 return i;
4426
4427         /*
4428          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
4429          */
4430         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
4431         for_each_lower_domain(sd) {
4432                 sg = sd->groups;
4433                 do {
4434                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
4435                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
4436                                 goto next;
4437
4438                         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
4439                                 if (i == target || !idle_cpu(i))
4440                                         goto next;
4441                         }
4442
4443                         target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
4444                                         tsk_cpus_allowed(p));
4445                         goto done;
4446 next:
4447                         sg = sg->next;
4448                 } while (sg != sd->groups);
4449         }
4450 done:
4451         return target;
4452 }
4453
4454 /*
4455  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
4456  * that have the 'sd_flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
4457  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
4458  *
4459  * Balances load by selecting the idlest cpu in the idlest group, or under
4460  * certain conditions an idle sibling cpu if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
4461  *
4462  * Returns the target cpu number.
4463  *
4464  * preempt must be disabled.
4465  */
4466 static int
4467 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
4468 {
4469         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
4470         int cpu = smp_processor_id();
4471         int new_cpu = cpu;
4472         int want_affine = 0;
4473         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
4474
4475         if (p->nr_cpus_allowed == 1)
4476                 return prev_cpu;
4477
4478         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
4479                 if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
4480                         want_affine = 1;
4481                 new_cpu = prev_cpu;
4482         }
4483
4484         rcu_read_lock();
4485         for_each_domain(cpu, tmp) {
4486                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4487                         continue;
4488
4489                 /*
4490                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
4491                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
4492                  */
4493                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
4494                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
4495                         affine_sd = tmp;
4496                         break;
4497                 }
4498
4499                 if (tmp->flags & sd_flag)
4500                         sd = tmp;
4501         }
4502
4503         if (affine_sd && cpu != prev_cpu && wake_affine(affine_sd, p, sync))
4504                 prev_cpu = cpu;
4505
4506         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
4507                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu);
4508                 goto unlock;
4509         }
4510
4511         while (sd) {
4512                 struct sched_group *group;
4513                 int weight;
4514
4515                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
4516                         sd = sd->child;
4517                         continue;
4518                 }
4519
4520                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, sd_flag);
4521                 if (!group) {
4522                         sd = sd->child;
4523                         continue;
4524                 }
4525
4526                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
4527                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
4528                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
4529                         sd = sd->child;
4530                         continue;
4531                 }
4532
4533                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
4534                 cpu = new_cpu;
4535                 weight = sd->span_weight;
4536                 sd = NULL;
4537                 for_each_domain(cpu, tmp) {
4538                         if (weight <= tmp->span_weight)
4539                                 break;
4540                         if (tmp->flags & sd_flag)
4541                                 sd = tmp;
4542                 }
4543                 /* while loop will break here if sd == NULL */
4544         }
4545 unlock:
4546         rcu_read_unlock();
4547
4548         return new_cpu;
4549 }
4550
4551 /*
4552  * Called immediately before a task is migrated to a new cpu; task_cpu(p) and
4553  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
4554  * previous cpu.  However, the caller only guarantees p->pi_lock is held; no
4555  * other assumptions, including the state of rq->lock, should be made.
4556  */
4557 static void
4558 migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int next_cpu)
4559 {
4560         struct sched_entity *se = &p->se;
4561         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4562
4563         /*
4564          * Load tracking: accumulate removed load so that it can be processed
4565          * when we next update owning cfs_rq under rq->lock.  Tasks contribute
4566          * to blocked load iff they have a positive decay-count.  It can never
4567          * be negative here since on-rq tasks have decay-count == 0.
4568          */
4569         if (se->avg.decay_count) {
4570                 se->avg.decay_count = -__synchronize_entity_decay(se);
4571                 atomic_long_add(se->avg.load_avg_contrib,
4572                                                 &cfs_rq->removed_load);
4573         }
4574
4575         /* We have migrated, no longer consider this task hot */
4576         se->exec_start = 0;
4577 }
4578 #endif /* CONFIG_SMP */
4579
4580 static unsigned long
4581 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
4582 {
4583         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
4584
4585         /*
4586          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
4587          * to virtual-time in his units.
4588          *
4589          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
4590          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
4591          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
4592          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
4593          * be smaller, again penalizing the lighter task.
4594          *
4595          * This is especially important for buddies when the leftmost
4596          * task is higher priority than the buddy.
4597          */
4598         return calc_delta_fair(gran, se);
4599 }
4600
4601 /*
4602  * Should 'se' preempt 'curr'.
4603  *
4604  *             |s1
4605  *        |s2
4606  *   |s3
4607  *         g
4608  *      |<--->|c
4609  *
4610  *  w(c, s1) = -1
4611  *  w(c, s2) =  0
4612  *  w(c, s3) =  1
4613  *
4614  */
4615 static int
4616 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
4617 {
4618         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
4619
4620         if (vdiff <= 0)
4621                 return -1;
4622
4623         gran = wakeup_gran(curr, se);
4624         if (vdiff > gran)
4625                 return 1;
4626
4627         return 0;
4628 }
4629
4630 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
4631 {
4632         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
4633                 return;
4634
4635         for_each_sched_entity(se)
4636                 cfs_rq_of(se)->last = se;
4637 }
4638
4639 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
4640 {
4641         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
4642                 return;
4643
4644         for_each_sched_entity(se)
4645                 cfs_rq_of(se)->next = se;
4646 }
4647
4648 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
4649 {
4650         for_each_sched_entity(se)
4651                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
4652 }
4653
4654 /*
4655  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
4656  */
4657 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
4658 {
4659         struct task_struct *curr = rq->curr;
4660         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
4661         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
4662         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
4663         int next_buddy_marked = 0;
4664
4665         if (unlikely(se == pse))
4666                 return;
4667
4668         /*
4669          * This is possible from callers such as move_task(), in which we
4670          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
4671          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
4672          * next-buddy nomination below.
4673          */
4674         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
4675                 return;
4676
4677         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
4678                 set_next_buddy(pse);
4679                 next_buddy_marked = 1;
4680         }
4681
4682         /*
4683          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
4684          * wake up path.
4685          *
4686          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
4687          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
4688          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
4689          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
4690          * below.
4691          */
4692         if (test_tsk_need_resched(curr))
4693                 return;
4694
4695         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
4696         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
4697             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
4698                 goto preempt;
4699
4700         /*
4701          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
4702          * is driven by the tick):
4703          */
4704         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
4705                 return;
4706
4707         find_matching_se(&se, &pse);
4708         update_curr(cfs_rq_of(se));
4709         BUG_ON(!pse);
4710         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
4711                 /*
4712                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
4713                  * triggering this preemption.
4714                  */
4715                 if (!next_buddy_marked)
4716                         set_next_buddy(pse);
4717                 goto preempt;
4718         }
4719
4720         return;
4721
4722 preempt:
4723         resched_task(curr);
4724         /*
4725          * Only set the backward buddy when the current task is still
4726          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
4727          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
4728          * point, either of which can * drop the rq lock.
4729          *
4730          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
4731          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
4732          */
4733         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
4734                 return;
4735
4736         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
4737                 set_last_buddy(se);
4738 }
4739
4740 static struct task_struct *
4741 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
4742 {
4743         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
4744         struct sched_entity *se;
4745         struct task_struct *p;
4746         int new_tasks;
4747
4748 again:
4749 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4750         if (!cfs_rq->nr_running)
4751                 goto idle;
4752
4753         if (prev->sched_class != &fair_sched_class)
4754                 goto simple;
4755
4756         /*
4757          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
4758          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
4759          *
4760          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
4761          * hierarchy, only change the part that actually changes.
4762          */
4763
4764         do {
4765                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
4766
4767                 /*
4768                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
4769                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
4770                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
4771                  * forget we've ever seen it.
4772                  */
4773                 if (curr && curr->on_rq)
4774                         update_curr(cfs_rq);
4775                 else
4776                         curr = NULL;
4777
4778                 /*
4779                  * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the throttle and
4780                  * dequeue its entity in the parent(s). Therefore the 'simple'
4781                  * nr_running test will indeed be correct.
4782                  */
4783                 if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq)))
4784                         goto simple;
4785
4786                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
4787                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
4788         } while (cfs_rq);
4789
4790         p = task_of(se);
4791
4792         /*
4793          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
4794          * is a different task than we started out with, try and touch the
4795          * least amount of cfs_rqs.
4796          */
4797         if (prev != p) {
4798                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
4799
4800                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
4801                         int se_depth = se->depth;
4802                         int pse_depth = pse->depth;
4803
4804                         if (se_depth <= pse_depth) {
4805                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
4806                                 pse = parent_entity(pse);
4807                         }
4808                         if (se_depth >= pse_depth) {
4809                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
4810                                 se = parent_entity(se);
4811                         }
4812                 }
4813
4814                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
4815                 set_next_entity(cfs_rq, se);
4816         }
4817
4818         if (hrtick_enabled(rq))
4819                 hrtick_start_fair(rq, p);
4820
4821         return p;
4822 simple:
4823         cfs_rq = &rq->cfs;
4824 #endif
4825
4826         if (!cfs_rq->nr_running)
4827                 goto idle;
4828
4829         put_prev_task(rq, prev);
4830
4831         do {
4832                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
4833                 set_next_entity(cfs_rq, se);
4834                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
4835         } while (cfs_rq);
4836
4837         p = task_of(se);
4838
4839         if (hrtick_enabled(rq))
4840                 hrtick_start_fair(rq, p);
4841
4842         return p;
4843
4844 idle:
4845         new_tasks = idle_balance(rq);
4846         /*
4847          * Because idle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
4848          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
4849          * must re-start the pick_next_entity() loop.
4850          */
4851         if (new_tasks < 0)
4852                 return RETRY_TASK;
4853
4854         if (new_tasks > 0)
4855                 goto again;
4856
4857         return NULL;
4858 }
4859
4860 /*
4861  * Account for a descheduled task:
4862  */
4863 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
4864 {
4865         struct sched_entity *se = &prev->se;
4866         struct cfs_rq *cfs_rq;
4867
4868         for_each_sched_entity(se) {
4869                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4870                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
4871         }
4872 }
4873
4874 /*
4875  * sched_yield() is very simple
4876  *
4877  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
4878  */
4879 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
4880 {
4881         struct task_struct *curr = rq->curr;
4882         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
4883         struct sched_entity *se = &curr->se;
4884
4885         /*
4886          * Are we the only task in the tree?
4887          */
4888         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
4889                 return;
4890
4891         clear_buddies(cfs_rq, se);
4892
4893         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
4894                 update_rq_clock(rq);
4895                 /*
4896                  * Update run-time statistics of the 'current'.
4897                  */
4898                 update_curr(cfs_rq);
4899                 /*
4900                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
4901                  * so we don't do microscopic update in schedule()
4902                  * and double the fastpath cost.
4903                  */
4904                  rq->skip_clock_update = 1;
4905         }
4906
4907         set_skip_buddy(se);
4908 }
4909
4910 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
4911 {
4912         struct sched_entity *se = &p->se;
4913
4914         /* throttled hierarchies are not runnable */
4915         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
4916                 return false;
4917
4918         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
4919         set_next_buddy(se);
4920
4921         yield_task_fair(rq);
4922
4923         return true;
4924 }
4925
4926 #ifdef CONFIG_SMP
4927 /**************************************************
4928  * Fair scheduling class load-balancing methods.
4929  *
4930  * BASICS
4931  *
4932  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
4933  * per-cpu scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
4934  * time to each task. This is expressed in the following equation:
4935  *
4936  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
4937  *
4938  * Where W_i,n is the n-th weight average for cpu i. The instantaneous weight
4939  * W_i,0 is defined as:
4940  *
4941  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
4942  *
4943  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on cpu i. This weight
4944  * is derived from the nice value as per prio_to_weight[].
4945  *
4946  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
4947  * weight:
4948  *
4949  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
4950  *
4951  * P_i is the cpu power (or compute capacity) of cpu i, typically it is the
4952  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
4953  * can also include other factors [XXX].
4954  *
4955  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
4956  * directly from (1):
4957  *
4958  *   imb_i,j = max{ avg(W/P), W_i/P_i } - min{ avg(W/P), W_j/P_j }    (4)
4959  *
4960  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
4961  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
4962  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
4963  *
4964  * [XXX expand on:
4965  *     - infeasible weights;
4966  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
4967  *
4968  *
4969  * SCHED DOMAINS
4970  *
4971  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
4972  * for all i,j solution, we create a tree of cpus that follows the hardware
4973  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
4974  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of cpus going up the
4975  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
4976  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of cpus in
4977  * the groups.
4978  *
4979  * This yields:
4980  *
4981  *     log_2 n     1     n
4982  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
4983  *     i = 0      2^i   2^i
4984  *                               `- size of each group
4985  *         |         |     `- number of cpus doing load-balance
4986  *         |         `- freq
4987  *         `- sum over all levels
4988  *
4989  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
4990  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
4991  *
4992  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
4993  * to every other cpu in at most O(log n) steps:
4994  *
4995  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
4996  *
4997  *             log_2 n     
4998  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
4999  *             k = 0
5000  *
5001  * And you'll find that:
5002  *
5003  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
5004  *
5005  * Showing there's indeed a path between every cpu in at most O(log n) steps.
5006  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
5007  * of:
5008  *
5009  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
5010  *
5011  *
5012  * WORK CONSERVING
5013  *
5014  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
5015  * balancing is more aggressive and has the newly idle cpu iterate up the domain
5016  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
5017  *
5018  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
5019  * time.
5020  *
5021  * [XXX more?]
5022  *
5023  *
5024  * CGROUPS
5025  *
5026  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
5027  *
5028  *                                s_k,i
5029  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
5030  *                                 S_k
5031  *
5032  * Where
5033  *
5034  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
5035  *
5036  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on cpu i.
5037  *
5038  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
5039  * property.
5040  *
5041  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
5042  *      rewrite all of this once again.]
5043  */ 
5044
5045 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
5046
5047 enum fbq_type { regular, remote, all };
5048
5049 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
5050 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
5051 #define LBF_DST_PINNED  0x04
5052 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
5053
5054 struct lb_env {
5055         struct sched_domain     *sd;
5056
5057         struct rq               *src_rq;
5058         int                     src_cpu;
5059
5060         int                     dst_cpu;
5061         struct rq               *dst_rq;
5062
5063         struct cpumask          *dst_grpmask;
5064         int                     new_dst_cpu;
5065         enum cpu_idle_type      idle;
5066         long                    imbalance;
5067         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
5068         struct cpumask          *cpus;
5069
5070         unsigned int            flags;
5071
5072         unsigned int            loop;
5073         unsigned int            loop_break;
5074         unsigned int            loop_max;
5075
5076         enum fbq_type           fbq_type;
5077 };
5078
5079 /*
5080  * move_task - move a task from one runqueue to another runqueue.
5081  * Both runqueues must be locked.
5082  */
5083 static void move_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5084 {
5085         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
5086         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
5087         activate_task(env->dst_rq, p, 0);
5088         check_preempt_curr(env->dst_rq, p, 0);
5089 }
5090
5091 /*
5092  * Is this task likely cache-hot:
5093  */
5094 static int
5095 task_hot(struct task_struct *p, u64 now)
5096 {
5097         s64 delta;
5098
5099         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
5100                 return 0;
5101
5102         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
5103                 return 0;
5104
5105         /*
5106          * Buddy candidates are cache hot:
5107          */
5108         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && this_rq()->nr_running &&
5109                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
5110                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
5111                 return 1;
5112
5113         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
5114                 return 1;
5115         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
5116                 return 0;
5117
5118         delta = now - p->se.exec_start;
5119
5120         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
5121 }
5122
5123 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5124 /* Returns true if the destination node has incurred more faults */
5125 static bool migrate_improves_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5126 {
5127         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
5128         int src_nid, dst_nid;
5129
5130         if (!sched_feat(NUMA_FAVOUR_HIGHER) || !p->numa_faults_memory ||
5131             !(env->sd->flags & SD_NUMA)) {
5132                 return false;
5133         }
5134
5135         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
5136         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
5137
5138         if (src_nid == dst_nid)
5139                 return false;
5140
5141         if (numa_group) {
5142                 /* Task is already in the group's interleave set. */
5143                 if (node_isset(src_nid, numa_group->active_nodes))
5144                         return false;
5145
5146                 /* Task is moving into the group's interleave set. */
5147                 if (node_isset(dst_nid, numa_group->active_nodes))
5148                         return true;
5149
5150                 return group_faults(p, dst_nid) > group_faults(p, src_nid);
5151         }
5152
5153         /* Encourage migration to the preferred node. */
5154         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
5155                 return true;
5156
5157         return task_faults(p, dst_nid) > task_faults(p, src_nid);
5158 }
5159
5160
5161 static bool migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5162 {
5163         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
5164         int src_nid, dst_nid;
5165
5166         if (!sched_feat(NUMA) || !sched_feat(NUMA_RESIST_LOWER))
5167                 return false;
5168
5169         if (!p->numa_faults_memory || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
5170                 return false;
5171
5172         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
5173         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
5174
5175         if (src_nid == dst_nid)
5176                 return false;
5177
5178         if (numa_group) {
5179                 /* Task is moving within/into the group's interleave set. */
5180                 if (node_isset(dst_nid, numa_group->active_nodes))
5181                         return false;
5182
5183                 /* Task is moving out of the group's interleave set. */
5184                 if (node_isset(src_nid, numa_group->active_nodes))
5185                         return true;
5186
5187                 return group_faults(p, dst_nid) < group_faults(p, src_nid);
5188         }
5189
5190         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
5191         if (src_nid == p->numa_preferred_nid)
5192                 return true;
5193
5194         return task_faults(p, dst_nid) < task_faults(p, src_nid);
5195 }
5196
5197 #else
5198 static inline bool migrate_improves_locality(struct task_struct *p,
5199                                              struct lb_env *env)
5200 {
5201         return false;
5202 }
5203
5204 static inline bool migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
5205                                              struct lb_env *env)
5206 {
5207         return false;
5208 }
5209 #endif
5210
5211 /*
5212  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
5213  */
5214 static
5215 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5216 {
5217         int tsk_cache_hot = 0;
5218         /*
5219          * We do not migrate tasks that are:
5220          * 1) throttled_lb_pair, or
5221          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
5222          * 3) running (obviously), or
5223          * 4) are cache-hot on their current CPU.
5224          */
5225         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
5226                 return 0;
5227
5228         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
5229                 int cpu;
5230
5231                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
5232
5233                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
5234
5235                 /*
5236                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
5237                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
5238                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
5239                  *
5240                  * Also avoid computing new_dst_cpu if we have already computed
5241                  * one in current iteration.
5242                  */
5243                 if (!env->dst_grpmask || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
5244                         return 0;
5245
5246                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
5247                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
5248                         if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
5249                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
5250                                 env->new_dst_cpu = cpu;
5251                                 break;
5252                         }
5253                 }
5254
5255                 return 0;
5256         }
5257
5258         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
5259         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
5260
5261         if (task_running(env->src_rq, p)) {
5262                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
5263                 return 0;
5264         }
5265
5266         /*
5267          * Aggressive migration if:
5268          * 1) destination numa is preferred
5269          * 2) task is cache cold, or
5270          * 3) too many balance attempts have failed.
5271          */
5272         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq_clock_task(env->src_rq));
5273         if (!tsk_cache_hot)
5274                 tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
5275
5276         if (migrate_improves_locality(p, env)) {
5277 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
5278                 if (tsk_cache_hot) {
5279                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
5280                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
5281                 }
5282 #endif
5283                 return 1;
5284         }
5285
5286         if (!tsk_cache_hot ||
5287                 env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
5288
5289                 if (tsk_cache_hot) {
5290                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
5291                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
5292                 }
5293
5294                 return 1;
5295         }
5296
5297         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
5298         return 0;
5299 }
5300
5301 /*
5302  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
5303  * part of active balancing operations within "domain".
5304  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
5305  *
5306  * Called with both runqueues locked.
5307  */
5308 static int move_one_task(struct lb_env *env)
5309 {
5310         struct task_struct *p, *n;
5311
5312         list_for_each_entry_safe(p, n, &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
5313                 if (!can_migrate_task(p, env))
5314                         continue;
5315
5316                 move_task(p, env);
5317                 /*
5318                  * Right now, this is only the second place move_task()
5319                  * is called, so we can safely collect move_task()
5320                  * stats here rather than inside move_task().
5321                  */
5322                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
5323                 return 1;
5324         }
5325         return 0;
5326 }
5327
5328 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
5329
5330 /*
5331  * move_tasks tries to move up to imbalance weighted load from busiest to
5332  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
5333  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
5334  *
5335  * Called with both runqueues locked.
5336  */
5337 static int move_tasks(struct lb_env *env)
5338 {
5339         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
5340         struct task_struct *p;
5341         unsigned long load;
5342         int pulled = 0;
5343
5344         if (env->imbalance <= 0)
5345                 return 0;
5346
5347         while (!list_empty(tasks)) {
5348                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
5349
5350                 env->loop++;
5351                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
5352                 if (env->loop > env->loop_max)
5353                         break;
5354
5355                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
5356                 if (env->loop > env->loop_break) {
5357                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
5358                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
5359                         break;
5360                 }
5361
5362                 if (!can_migrate_task(p, env))
5363                         goto next;
5364
5365                 load = task_h_load(p);
5366
5367                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
5368                         goto next;
5369
5370                 if ((load / 2) > env->imbalance)
5371                         goto next;
5372
5373                 move_task(p, env);
5374                 pulled++;
5375                 env->imbalance -= load;
5376
5377 #ifdef CONFIG_PREEMPT
5378                 /*
5379                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
5380                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
5381                  * the critical section.
5382                  */
5383                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
5384                         break;
5385 #endif
5386
5387                 /*
5388                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
5389                  * weighted load.
5390                  */
5391                 if (env->imbalance <= 0)
5392                         break;
5393
5394                 continue;
5395 next:
5396                 list_move_tail(&p->se.group_node, tasks);
5397         }
5398
5399         /*
5400          * Right now, this is one of only two places move_task() is called,
5401          * so we can safely collect move_task() stats here rather than
5402          * inside move_task().
5403          */
5404         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], pulled);
5405
5406         return pulled;
5407 }
5408
5409 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5410 /*
5411  * update tg->load_weight by folding this cpu's load_avg
5412  */
5413 static void __update_blocked_averages_cpu(struct task_group *tg, int cpu)
5414 {
5415         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
5416         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
5417
5418         /* throttled entities do not contribute to load */
5419         if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
5420                 return;
5421
5422         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
5423
5424         if (se) {
5425                 update_entity_load_avg(se, 1);
5426                 /*
5427                  * We pivot on our runnable average having decayed to zero for
5428                  * list removal.  This generally implies that all our children
5429                  * have also been removed (modulo rounding error or bandwidth
5430                  * control); however, such cases are rare and we can fix these
5431                  * at enqueue.
5432                  *
5433                  * TODO: fix up out-of-order children on enqueue.
5434                  */
5435                 if (!se->avg.runnable_avg_sum && !cfs_rq->nr_running)
5436                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
5437         } else {
5438                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5439                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
5440         }
5441 }
5442
5443 static void update_blocked_averages(int cpu)
5444 {
5445         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5446         struct cfs_rq *cfs_rq;
5447         unsigned long flags;
5448
5449         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5450         update_rq_clock(rq);
5451         /*
5452          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
5453          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
5454          */
5455         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
5456                 /*
5457                  * Note: We may want to consider periodically releasing
5458                  * rq->lock about these updates so that creating many task
5459                  * groups does not result in continually extending hold time.
5460                  */
5461                 __update_blocked_averages_cpu(cfs_rq->tg, rq->cpu);
5462         }
5463
5464         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5465 }
5466
5467 /*
5468  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
5469  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
5470  * group is a fraction of its parents load.
5471  */
5472 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
5473 {
5474         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5475         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
5476         unsigned long now = jiffies;
5477         unsigned long load;
5478
5479         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
5480                 return;
5481
5482         cfs_rq->h_load_next = NULL;
5483         for_each_sched_entity(se) {
5484                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5485                 cfs_rq->h_load_next = se;
5486                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
5487                         break;
5488         }
5489
5490         if (!se) {
5491                 cfs_rq->h_load = cfs_rq->runnable_load_avg;
5492                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
5493         }
5494
5495         while ((se = cfs_rq->h_load_next) != NULL) {
5496                 load = cfs_rq->h_load;
5497                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg_contrib,
5498                                 cfs_rq->runnable_load_avg + 1);
5499                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
5500                 cfs_rq->h_load = load;
5501                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
5502         }
5503 }
5504
5505 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
5506 {
5507         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
5508
5509         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
5510         return div64_ul(p->se.avg.load_avg_contrib * cfs_rq->h_load,
5511                         cfs_rq->runnable_load_avg + 1);
5512 }
5513 #else
5514 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
5515 {
5516 }
5517
5518 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
5519 {
5520         return p->se.avg.load_avg_contrib;
5521 }
5522 #endif
5523
5524 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
5525 /*
5526  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
5527  */
5528 struct sg_lb_stats {
5529         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
5530         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
5531         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
5532         unsigned long load_per_task;
5533         unsigned long group_power;
5534         unsigned int sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
5535         unsigned int group_capacity;
5536         unsigned int idle_cpus;
5537         unsigned int group_weight;
5538         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
5539         int group_has_capacity; /* Is there extra capacity in the group? */
5540 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5541         unsigned int nr_numa_running;
5542         unsigned int nr_preferred_running;
5543 #endif
5544 };
5545
5546 /*
5547  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
5548  *               during load balancing.
5549  */
5550 struct sd_lb_stats {
5551         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
5552         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
5553         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
5554         unsigned long total_pwr;        /* Total power of all groups in sd */
5555         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
5556
5557         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
5558         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
5559 };
5560
5561 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
5562 {
5563         /*
5564          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
5565          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
5566          * We must however clear busiest_stat::avg_load because
5567          * update_sd_pick_busiest() reads this before assignment.
5568          */
5569         *sds = (struct sd_lb_stats){
5570                 .busiest = NULL,
5571                 .local = NULL,
5572                 .total_load = 0UL,
5573                 .total_pwr = 0UL,
5574                 .busiest_stat = {
5575                         .avg_load = 0UL,
5576                 },
5577         };
5578 }
5579
5580 /**
5581  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
5582  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
5583  * @idle: The idle status of the CPU for whose sd load_idx is obtained.
5584  *
5585  * Return: The load index.
5586  */
5587 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
5588                                         enum cpu_idle_type idle)
5589 {
5590         int load_idx;
5591
5592         switch (idle) {
5593         case CPU_NOT_IDLE:
5594                 load_idx = sd->busy_idx;
5595                 break;
5596
5597         case CPU_NEWLY_IDLE:
5598                 load_idx = sd->newidle_idx;
5599                 break;
5600         default:
5601                 load_idx = sd->idle_idx;
5602                 break;
5603         }
5604
5605         return load_idx;
5606 }
5607
5608 static unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5609 {
5610         return SCHED_POWER_SCALE;
5611 }
5612
5613 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5614 {
5615         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
5616 }
5617
5618 static unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5619 {
5620         unsigned long weight = sd->span_weight;
5621         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
5622
5623         smt_gain /= weight;
5624
5625         return smt_gain;
5626 }
5627
5628 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5629 {
5630         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
5631 }
5632
5633 static unsigned long scale_rt_power(int cpu)
5634 {
5635         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5636         u64 total, available, age_stamp, avg;
5637         s64 delta;
5638
5639         /*
5640          * Since we're reading these variables without serialization make sure
5641          * we read them once before doing sanity checks on them.
5642          */
5643         age_stamp = ACCESS_ONCE(rq->age_stamp);
5644         avg = ACCESS_ONCE(rq->rt_avg);
5645
5646         delta = rq_clock(rq) - age_stamp;
5647         if (unlikely(delta < 0))
5648                 delta = 0;
5649
5650         total = sched_avg_period() + delta;
5651
5652         if (unlikely(total < avg)) {
5653                 /* Ensures that power won't end up being negative */
5654                 available = 0;
5655         } else {
5656                 available = total - avg;
5657         }
5658
5659         if (unlikely((s64)total < SCHED_POWER_SCALE))
5660                 total = SCHED_POWER_SCALE;
5661
5662         total >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5663
5664         return div_u64(available, total);
5665 }
5666
5667 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5668 {
5669         unsigned long weight = sd->span_weight;
5670         unsigned long power = SCHED_POWER_SCALE;
5671         struct sched_group *sdg = sd->groups;
5672
5673         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
5674                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
5675                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
5676                 else
5677                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
5678
5679                 power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5680         }
5681
5682         sdg->sgp->power_orig = power;
5683
5684         if (sched_feat(ARCH_POWER))
5685                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
5686         else
5687                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
5688
5689         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5690
5691         power *= scale_rt_power(cpu);
5692         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5693
5694         if (!power)
5695                 power = 1;
5696
5697         cpu_rq(cpu)->cpu_power = power;
5698         sdg->sgp->power = power;
5699 }
5700
5701 void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5702 {
5703         struct sched_domain *child = sd->child;
5704         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
5705         unsigned long power, power_orig;
5706         unsigned long interval;
5707
5708         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
5709         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
5710         sdg->sgp->next_update = jiffies + interval;
5711
5712         if (!child) {
5713                 update_cpu_power(sd, cpu);
5714                 return;
5715         }
5716
5717         power_orig = power = 0;
5718
5719         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
5720                 /*
5721                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
5722                  * span the current group.
5723                  */
5724
5725                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg)) {
5726                         struct sched_group_power *sgp;
5727                         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5728
5729                         /*
5730                          * build_sched_domains() -> init_sched_groups_power()
5731                          * gets here before we've attached the domains to the
5732                          * runqueues.
5733                          *
5734                          * Use power_of(), which is set irrespective of domains
5735                          * in update_cpu_power().
5736                          *
5737                          * This avoids power/power_orig from being 0 and
5738                          * causing divide-by-zero issues on boot.
5739                          *
5740                          * Runtime updates will correct power_orig.
5741                          */
5742                         if (unlikely(!rq->sd)) {
5743                                 power_orig += power_of(cpu);
5744                                 power += power_of(cpu);
5745                                 continue;
5746                         }
5747
5748                         sgp = rq->sd->groups->sgp;
5749                         power_orig += sgp->power_orig;
5750                         power += sgp->power;
5751                 }
5752         } else  {
5753                 /*
5754                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
5755                  * span the current group.
5756                  */ 
5757
5758                 group = child->groups;
5759                 do {
5760                         power_orig += group->sgp->power_orig;
5761                         power += group->sgp->power;
5762                         group = group->next;
5763                 } while (group != child->groups);
5764         }
5765
5766         sdg->sgp->power_orig = power_orig;
5767         sdg->sgp->power = power;
5768 }
5769
5770 /*
5771  * Try and fix up capacity for tiny siblings, this is needed when
5772  * things like SD_ASYM_PACKING need f_b_g to select another sibling
5773  * which on its own isn't powerful enough.
5774  *
5775  * See update_sd_pick_busiest() and check_asym_packing().
5776  */
5777 static inline int
5778 fix_small_capacity(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group)
5779 {
5780         /*
5781          * Only siblings can have significantly less than SCHED_POWER_SCALE
5782          */
5783         if (!(sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER))
5784                 return 0;
5785
5786         /*
5787          * If ~90% of the cpu_power is still there, we're good.
5788          */
5789         if (group->sgp->power * 32 > group->sgp->power_orig * 29)
5790                 return 1;
5791
5792         return 0;
5793 }
5794
5795 /*
5796  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
5797  * groups is inadequate due to tsk_cpus_allowed() constraints.
5798  *
5799  * Imagine a situation of two groups of 4 cpus each and 4 tasks each with a
5800  * cpumask covering 1 cpu of the first group and 3 cpus of the second group.
5801  * Something like:
5802  *
5803  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
5804  *              *     * * *
5805  *
5806  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
5807  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
5808  * cpu 3 and leave one of the cpus in the second group unused.
5809  *
5810  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
5811  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
5812  * moving tasks due to affinity constraints.
5813  *
5814  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
5815  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
5816  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
5817  * to create an effective group imbalance.
5818  *
5819  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
5820  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
5821  * subtle and fragile situation.
5822  */
5823
5824 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
5825 {
5826         return group->sgp->imbalance;
5827 }
5828
5829 /*
5830  * Compute the group capacity.
5831  *
5832  * Avoid the issue where N*frac(smt_power) >= 1 creates 'phantom' cores by
5833  * first dividing out the smt factor and computing the actual number of cores
5834  * and limit power unit capacity with that.
5835  */
5836 static inline int sg_capacity(struct lb_env *env, struct sched_group *group)
5837 {
5838         unsigned int capacity, smt, cpus;
5839         unsigned int power, power_orig;
5840
5841         power = group->sgp->power;
5842         power_orig = group->sgp->power_orig;
5843         cpus = group->group_weight;
5844
5845         /* smt := ceil(cpus / power), assumes: 1 < smt_power < 2 */
5846         smt = DIV_ROUND_UP(SCHED_POWER_SCALE * cpus, power_orig);
5847         capacity = cpus / smt; /* cores */
5848
5849         capacity = min_t(unsigned, capacity, DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_POWER_SCALE));
5850         if (!capacity)
5851                 capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
5852
5853         return capacity;
5854 }
5855
5856 /**
5857  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
5858  * @env: The load balancing environment.
5859  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
5860  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
5861  * @local_group: Does group contain this_cpu.
5862  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
5863  */
5864 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
5865                         struct sched_group *group, int load_idx,
5866                         int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
5867 {
5868         unsigned long load;
5869         int i;
5870
5871         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
5872
5873         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
5874                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
5875
5876                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
5877                 if (local_group)
5878                         load = target_load(i, load_idx);
5879                 else
5880                         load = source_load(i, load_idx);
5881
5882                 sgs->group_load += load;
5883                 sgs->sum_nr_running += rq->nr_running;
5884 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5885                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
5886                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
5887 #endif
5888                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
5889                 if (idle_cpu(i))
5890                         sgs->idle_cpus++;
5891         }
5892
5893         /* Adjust by relative CPU power of the group */
5894         sgs->group_power = group->sgp->power;
5895         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_POWER_SCALE) / sgs->group_power;
5896
5897         if (sgs->sum_nr_running)
5898                 sgs->load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
5899
5900         sgs->group_weight = group->group_weight;
5901
5902         sgs->group_imb = sg_imbalanced(group);
5903         sgs->group_capacity = sg_capacity(env, group);
5904
5905         if (sgs->group_capacity > sgs->sum_nr_running)
5906                 sgs->group_has_capacity = 1;
5907 }
5908
5909 /**
5910  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
5911  * @env: The load balancing environment.
5912  * @sds: sched_domain statistics
5913  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
5914  * @sgs: sched_group statistics
5915  *
5916  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
5917  * busiest group.
5918  *
5919  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
5920  * busiest group. %false otherwise.
5921  */
5922 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
5923                                    struct sd_lb_stats *sds,
5924                                    struct sched_group *sg,
5925                                    struct sg_lb_stats *sgs)
5926 {
5927         if (sgs->avg_load <= sds->busiest_stat.avg_load)
5928                 return false;
5929
5930         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity)
5931                 return true;
5932
5933         if (sgs->group_imb)
5934                 return true;
5935
5936         /*
5937          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
5938          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
5939          * higher than ourself as busy.
5940          */
5941         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && sgs->sum_nr_running &&
5942             env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
5943                 if (!sds->busiest)
5944                         return true;
5945
5946                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
5947                         return true;
5948         }
5949
5950         return false;
5951 }
5952
5953 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5954 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
5955 {
5956         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_numa_running)
5957                 return regular;
5958         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
5959                 return remote;
5960         return all;
5961 }
5962
5963 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
5964 {
5965         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
5966                 return regular;
5967         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
5968                 return remote;
5969         return all;
5970 }
5971 #else
5972 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
5973 {
5974         return all;
5975 }
5976
5977 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
5978 {
5979         return regular;
5980 }
5981 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
5982
5983 /**
5984  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
5985  * @env: The load balancing environment.
5986  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
5987  */
5988 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
5989 {
5990         struct sched_domain *child = env->sd->child;
5991         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
5992         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
5993         int load_idx, prefer_sibling = 0;
5994
5995         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
5996                 prefer_sibling = 1;
5997
5998         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
5999
6000         do {
6001                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
6002                 int local_group;
6003
6004                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
6005                 if (local_group) {
6006                         sds->local = sg;
6007                         sgs = &sds->local_stat;
6008
6009                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
6010                             time_after_eq(jiffies, sg->sgp->next_update))
6011                                 update_group_power(env->sd, env->dst_cpu);
6012                 }
6013
6014                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, sgs);
6015
6016                 if (local_group)
6017                         goto next_group;
6018
6019                 /*
6020                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
6021                  * first, lower the sg capacity to one so that we'll try
6022                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
6023                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
6024                  * these excess tasks, i.e. nr_running < group_capacity. The
6025                  * extra check prevents the case where you always pull from the
6026                  * heaviest group when it is already under-utilized (possible
6027                  * with a large weight task outweighs the tasks on the system).
6028                  */
6029                 if (prefer_sibling && sds->local &&
6030                     sds->local_stat.group_has_capacity)
6031                         sgs->group_capacity = min(sgs->group_capacity, 1U);
6032
6033                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
6034                         sds->busiest = sg;
6035                         sds->busiest_stat = *sgs;
6036                 }
6037
6038 next_group:
6039                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
6040                 sds->total_load += sgs->group_load;
6041                 sds->total_pwr += sgs->group_power;
6042
6043                 sg = sg->next;
6044         } while (sg != env->sd->groups);
6045
6046         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
6047                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
6048 }
6049
6050 /**
6051  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
6052  *                      sched doman.
6053  *
6054  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
6055  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
6056  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
6057  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
6058  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
6059  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
6060  *
6061  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
6062  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
6063  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
6064  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
6065  * number.
6066  *
6067  * Return: 1 when packing is required and a task should be moved to
6068  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
6069  *
6070  * @env: The load balancing environment.
6071  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
6072  */
6073 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6074 {
6075         int busiest_cpu;
6076
6077         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
6078                 return 0;
6079
6080         if (!sds->busiest)
6081                 return 0;
6082
6083         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
6084         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
6085                 return 0;
6086
6087         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
6088                 sds->busiest_stat.avg_load * sds->busiest_stat.group_power,
6089                 SCHED_POWER_SCALE);
6090
6091         return 1;
6092 }
6093
6094 /**
6095  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
6096  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
6097  *                      load balancing.
6098  * @env: The load balancing environment.
6099  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
6100  */
6101 static inline
6102 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6103 {
6104         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
6105         unsigned int imbn = 2;
6106         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
6107         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
6108
6109         local = &sds->local_stat;
6110         busiest = &sds->busiest_stat;
6111
6112         if (!local->sum_nr_running)
6113                 local->load_per_task = cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
6114         else if (busiest->load_per_task > local->load_per_task)
6115                 imbn = 1;
6116
6117         scaled_busy_load_per_task =
6118                 (busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
6119                 busiest->group_power;
6120
6121         if (busiest->avg_load + scaled_busy_load_per_task >=
6122             local->avg_load + (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
6123                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
6124                 return;
6125         }
6126
6127         /*
6128          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
6129          * however we may be able to increase total CPU power used by
6130          * moving them.
6131          */
6132
6133         pwr_now += busiest->group_power *
6134                         min(busiest->load_per_task, busiest->avg_load);
6135         pwr_now += local->group_power *
6136                         min(local->load_per_task, local->avg_load);
6137         pwr_now /= SCHED_POWER_SCALE;
6138
6139         /* Amount of load we'd subtract */
6140         if (busiest->avg_load > scaled_busy_load_per_task) {
6141                 pwr_move += busiest->group_power *
6142                             min(busiest->load_per_task,
6143                                 busiest->avg_load - scaled_busy_load_per_task);
6144         }
6145
6146         /* Amount of load we'd add */
6147         if (busiest->avg_load * busiest->group_power <
6148             busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) {
6149                 tmp = (busiest->avg_load * busiest->group_power) /
6150                       local->group_power;
6151         } else {
6152                 tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
6153                       local->group_power;
6154         }
6155         pwr_move += local->group_power *
6156                     min(local->load_per_task, local->avg_load + tmp);
6157         pwr_move /= SCHED_POWER_SCALE;
6158
6159         /* Move if we gain throughput */
6160         if (pwr_move > pwr_now)
6161                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
6162 }
6163
6164 /**
6165  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
6166  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
6167  * @env: load balance environment
6168  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
6169  */
6170 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6171 {
6172         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
6173         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
6174
6175         local = &sds->local_stat;
6176         busiest = &sds->busiest_stat;
6177
6178         if (busiest->group_imb) {
6179                 /*
6180                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
6181                  * to ensure cpu-load equilibrium, look at wider averages. XXX
6182                  */
6183                 busiest->load_per_task =
6184                         min(busiest->load_per_task, sds->avg_load);
6185         }
6186
6187         /*
6188          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
6189          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
6190          * its cpu_power, while calculating max_load..)
6191          */
6192         if (busiest->avg_load <= sds->avg_load ||
6193             local->avg_load >= sds->avg_load) {
6194                 env->imbalance = 0;
6195                 return fix_small_imbalance(env, sds);
6196         }
6197
6198         if (!busiest->group_imb) {
6199                 /*
6200                  * Don't want to pull so many tasks that a group would go idle.
6201                  * Except of course for the group_imb case, since then we might
6202                  * have to drop below capacity to reach cpu-load equilibrium.
6203                  */
6204                 load_above_capacity =
6205                         (busiest->sum_nr_running - busiest->group_capacity);
6206
6207                 load_above_capacity *= (SCHED_LOAD_SCALE * SCHED_POWER_SCALE);
6208                 load_above_capacity /= busiest->group_power;
6209         }
6210
6211         /*
6212          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
6213          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
6214          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
6215          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
6216          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
6217          * for the minimum possible imbalance.
6218          */
6219         max_pull = min(busiest->avg_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
6220
6221         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
6222         env->imbalance = min(
6223                 max_pull * busiest->group_power,
6224                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_power
6225         ) / SCHED_POWER_SCALE;
6226
6227         /*
6228          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
6229          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
6230          * a think about bumping its value to force at least one task to be
6231          * moved
6232          */
6233         if (env->imbalance < busiest->load_per_task)
6234                 return fix_small_imbalance(env, sds);
6235 }
6236
6237 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
6238
6239 /**
6240  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
6241  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
6242  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
6243  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
6244  * such a group exists.
6245  *
6246  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
6247  * to restore balance.
6248  *
6249  * @env: The load balancing environment.
6250  *
6251  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
6252  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
6253  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
6254  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
6255  */
6256 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
6257 {
6258         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
6259         struct sd_lb_stats sds;
6260
6261         init_sd_lb_stats(&sds);
6262
6263         /*
6264          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
6265          * this level.
6266          */
6267         update_sd_lb_stats(env, &sds);
6268         local = &sds.local_stat;
6269         busiest = &sds.busiest_stat;
6270
6271         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
6272             check_asym_packing(env, &sds))
6273                 return sds.busiest;
6274
6275         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
6276         if (!sds.busiest || busiest->sum_nr_running == 0)
6277                 goto out_balanced;
6278
6279         sds.avg_load = (SCHED_POWER_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
6280
6281         /*
6282          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
6283          * work because they assume all things are equal, which typically
6284          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
6285          */
6286         if (busiest->group_imb)
6287                 goto force_balance;
6288
6289         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
6290         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && local->group_has_capacity &&
6291             !busiest->group_has_capacity)
6292                 goto force_balance;
6293
6294         /*
6295          * If the local group is more busy than the selected busiest group
6296          * don't try and pull any tasks.
6297          */
6298         if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
6299                 goto out_balanced;
6300
6301         /*
6302          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
6303          * average load.
6304          */
6305         if (local->avg_load >= sds.avg_load)
6306                 goto out_balanced;
6307
6308         if (env->idle == CPU_IDLE) {
6309                 /*
6310                  * This cpu is idle. If the busiest group load doesn't
6311                  * have more tasks than the number of available cpu's and
6312                  * there is no imbalance between this and busiest group
6313                  * wrt to idle cpu's, it is balanced.
6314                  */
6315                 if ((local->idle_cpus < busiest->idle_cpus) &&
6316                     busiest->sum_nr_running <= busiest->group_weight)
6317                         goto out_balanced;
6318         } else {
6319                 /*
6320                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
6321                  * imbalance_pct to be conservative.
6322                  */
6323                 if (100 * busiest->avg_load <=
6324                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
6325                         goto out_balanced;
6326         }
6327
6328 force_balance:
6329         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
6330         calculate_imbalance(env, &sds);
6331         return sds.busiest;
6332
6333 out_balanced:
6334         env->imbalance = 0;
6335         return NULL;
6336 }
6337
6338 /*
6339  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
6340  */
6341 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
6342                                      struct sched_group *group)
6343 {
6344         struct rq *busiest = NULL, *rq;
6345         unsigned long busiest_load = 0, busiest_power = 1;
6346         int i;
6347
6348         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
6349                 unsigned long power, capacity, wl;
6350                 enum fbq_type rt;
6351
6352                 rq = cpu_rq(i);
6353                 rt = fbq_classify_rq(rq);
6354
6355                 /*
6356                  * We classify groups/runqueues into three groups:
6357                  *  - regular: there are !numa tasks
6358                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
6359                  *  - all:     there is no distinction
6360                  *
6361                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
6362                  * ignore those when there's better options.
6363                  *
6364                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
6365                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
6366                  * queue by moving tasks around inside the node.
6367                  *
6368                  * If we cannot move enough load due to this classification
6369                  * the next pass will adjust the group classification and
6370                  * allow migration of more tasks.
6371                  *
6372                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
6373                  */
6374                 if (rt > env->fbq_type)
6375                         continue;
6376
6377                 power = power_of(i);
6378                 capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_POWER_SCALE);
6379                 if (!capacity)
6380                         capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
6381
6382                 wl = weighted_cpuload(i);
6383
6384                 /*
6385                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
6386                  * which is not scaled with the cpu power.
6387                  */
6388                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance)
6389                         continue;
6390
6391                 /*
6392                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
6393                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu power, so that
6394                  * the load can be moved away from the cpu that is potentially
6395                  * running at a lower capacity.
6396                  *
6397                  * Thus we're looking for max(wl_i / power_i), crosswise
6398                  * multiplication to rid ourselves of the division works out
6399                  * to: wl_i * power_j > wl_j * power_i;  where j is our
6400                  * previous maximum.
6401                  */
6402                 if (wl * busiest_power > busiest_load * power) {
6403                         busiest_load = wl;
6404                         busiest_power = power;
6405                         busiest = rq;
6406                 }
6407         }
6408
6409         return busiest;
6410 }
6411
6412 /*
6413  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
6414  * so long as it is large enough.
6415  */
6416 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
6417
6418 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
6419 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
6420
6421 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
6422 {
6423         struct sched_domain *sd = env->sd;
6424
6425         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
6426
6427                 /*
6428                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
6429                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
6430                  * lowest numbered CPUs.
6431                  */
6432                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
6433                         return 1;
6434         }
6435
6436         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
6437 }
6438
6439 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
6440
6441 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
6442 {
6443         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
6444         struct cpumask *sg_cpus, *sg_mask;
6445         int cpu, balance_cpu = -1;
6446
6447         /*
6448          * In the newly idle case, we will allow all the cpu's
6449          * to do the newly idle load balance.
6450          */
6451         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6452                 return 1;
6453
6454         sg_cpus = sched_group_cpus(sg);
6455         sg_mask = sched_group_mask(sg);
6456         /* Try to find first idle cpu */
6457         for_each_cpu_and(cpu, sg_cpus, env->cpus) {
6458                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, sg_mask) || !idle_cpu(cpu))
6459                         continue;
6460
6461                 balance_cpu = cpu;
6462                 break;
6463         }
6464
6465         if (balance_cpu == -1)
6466                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
6467
6468         /*
6469          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
6470          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
6471          */
6472         return balance_cpu == env->dst_cpu;
6473 }
6474
6475 /*
6476  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
6477  * tasks if there is an imbalance.
6478  */
6479 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
6480                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
6481                         int *continue_balancing)
6482 {
6483         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
6484         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
6485         struct sched_group *group;
6486         struct rq *busiest;
6487         unsigned long flags;
6488         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_mask);
6489
6490         struct lb_env env = {
6491                 .sd             = sd,
6492                 .dst_cpu        = this_cpu,
6493                 .dst_rq         = this_rq,
6494                 .dst_grpmask    = sched_group_cpus(sd->groups),
6495                 .idle           = idle,
6496                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
6497                 .cpus           = cpus,
6498                 .fbq_type       = all,
6499         };
6500
6501         /*
6502          * For NEWLY_IDLE load_balancing, we don't need to consider
6503          * other cpus in our group
6504          */
6505         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6506                 env.dst_grpmask = NULL;
6507
6508         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
6509
6510         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
6511
6512 redo:
6513         if (!should_we_balance(&env)) {
6514                 *continue_balancing = 0;
6515                 goto out_balanced;
6516         }
6517
6518         group = find_busiest_group(&env);
6519         if (!group) {
6520                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
6521                 goto out_balanced;
6522         }
6523
6524         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
6525         if (!busiest) {
6526                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
6527                 goto out_balanced;
6528         }
6529
6530         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
6531
6532         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
6533
6534         ld_moved = 0;
6535         if (busiest->nr_running > 1) {
6536                 /*
6537                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
6538                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
6539                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
6540                  * correctly treated as an imbalance.
6541                  */
6542                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
6543                 env.src_cpu   = busiest->cpu;
6544                 env.src_rq    = busiest;
6545                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
6546
6547 more_balance:
6548                 local_irq_save(flags);
6549                 double_rq_lock(env.dst_rq, busiest);
6550
6551                 /*
6552                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
6553                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
6554                  */
6555                 cur_ld_moved = move_tasks(&env);
6556                 ld_moved += cur_ld_moved;
6557                 double_rq_unlock(env.dst_rq, busiest);
6558                 local_irq_restore(flags);
6559
6560                 /*
6561                  * some other cpu did the load balance for us.
6562                  */
6563                 if (cur_ld_moved && env.dst_cpu != smp_processor_id())
6564                         resched_cpu(env.dst_cpu);
6565
6566                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
6567                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
6568                         goto more_balance;
6569                 }
6570
6571                 /*
6572                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
6573                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
6574                  * where they can run. The upper limit on how many times we
6575                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
6576                  * sched_group.
6577                  *
6578                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
6579                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
6580                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
6581                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
6582                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
6583                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
6584                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
6585                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
6586                  * This however should not happen so much in practice and
6587                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
6588                  * excess load moved.
6589                  */
6590                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
6591
6592                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
6593                         cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
6594
6595                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
6596                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
6597                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
6598                         env.loop         = 0;
6599                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
6600
6601                         /*
6602                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
6603                          * need to continue with same src_cpu.
6604                          */
6605                         goto more_balance;
6606                 }
6607
6608                 /*
6609                  * We failed to reach balance because of affinity.
6610                  */
6611                 if (sd_parent) {
6612                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgp->imbalance;
6613
6614                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0) {
6615                                 *group_imbalance = 1;
6616                         } else if (*group_imbalance)
6617                                 *group_imbalance = 0;
6618                 }
6619
6620                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
6621                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
6622                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
6623                         if (!cpumask_empty(cpus)) {
6624                                 env.loop = 0;
6625                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
6626                                 goto redo;
6627                         }
6628                         goto out_balanced;
6629                 }
6630         }
6631
6632         if (!ld_moved) {
6633                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
6634                 /*
6635                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
6636                  * We do not want newidle balance, which can be very
6637                  * frequent, pollute the failure counter causing
6638                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
6639                  */
6640                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
6641                         sd->nr_balance_failed++;
6642
6643                 if (need_active_balance(&env)) {
6644                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
6645
6646                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
6647                          * if the curr task on busiest cpu can't be
6648                          * moved to this_cpu
6649                          */
6650                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
6651                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
6652                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
6653                                                             flags);
6654                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
6655                                 goto out_one_pinned;
6656                         }
6657
6658                         /*
6659                          * ->active_balance synchronizes accesses to
6660                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
6661                          * only after active load balance is finished.
6662                          */
6663                         if (!busiest->active_balance) {
6664                                 busiest->active_balance = 1;
6665                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
6666                                 active_balance = 1;
6667                         }
6668                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
6669
6670                         if (active_balance) {
6671                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
6672                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
6673                                         &busiest->active_balance_work);
6674                         }
6675
6676                         /*
6677                          * We've kicked active balancing, reset the failure
6678                          * counter.
6679                          */
6680                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
6681                 }
6682         } else
6683                 sd->nr_balance_failed = 0;
6684
6685         if (likely(!active_balance)) {
6686                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
6687                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
6688         } else {
6689                 /*
6690                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
6691                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
6692                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
6693                  * move_tasks).
6694                  */
6695                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
6696                         sd->balance_interval *= 2;
6697         }
6698
6699         goto out;
6700
6701 out_balanced:
6702         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
6703
6704         sd->nr_balance_failed = 0;
6705
6706 out_one_pinned:
6707         /* tune up the balancing interval */
6708         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
6709                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
6710                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
6711                 sd->balance_interval *= 2;
6712
6713         ld_moved = 0;
6714 out:
6715         return ld_moved;
6716 }
6717
6718 static inline unsigned long
6719 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
6720 {
6721         unsigned long interval = sd->balance_interval;
6722
6723         if (cpu_busy)
6724                 interval *= sd->busy_factor;
6725
6726         /* scale ms to jiffies */
6727         interval = msecs_to_jiffies(interval);
6728         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
6729
6730         return interval;
6731 }
6732
6733 static inline void
6734 update_next_balance(struct sched_domain *sd, int cpu_busy, unsigned long *next_balance)
6735 {
6736         unsigned long interval, next;
6737
6738         interval = get_sd_balance_interval(sd, cpu_busy);
6739         next = sd->last_balance + interval;
6740
6741         if (time_after(*next_balance, next))
6742                 *next_balance = next;
6743 }
6744
6745 /*
6746  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
6747  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
6748  */
6749 static int idle_balance(struct rq *this_rq)
6750 {
6751         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
6752         int this_cpu = this_rq->cpu;
6753         struct sched_domain *sd;
6754         int pulled_task = 0;
6755         u64 curr_cost = 0;
6756
6757         idle_enter_fair(this_rq);
6758
6759         /*
6760          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
6761          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
6762          */
6763         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
6764
6765         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost) {
6766                 rcu_read_lock();
6767                 sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
6768                 if (sd)
6769                         update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
6770                 rcu_read_unlock();
6771
6772                 goto out;
6773         }
6774
6775         /*
6776          * Drop the rq->lock, but keep IRQ/preempt disabled.
6777          */
6778         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
6779
6780         update_blocked_averages(this_cpu);
6781         rcu_read_lock();
6782         for_each_domain(this_cpu, sd) {
6783                 int continue_balancing = 1;
6784                 u64 t0, domain_cost;
6785
6786                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
6787                         continue;
6788
6789                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost) {
6790                         update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
6791                         break;
6792                 }
6793
6794                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
6795                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
6796
6797                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
6798                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
6799                                                    &continue_balancing);
6800
6801                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
6802                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
6803                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
6804
6805                         curr_cost += domain_cost;
6806                 }
6807
6808                 update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
6809
6810                 /*
6811                  * Stop searching for tasks to pull if there are
6812                  * now runnable tasks on this rq.
6813                  */
6814                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0)
6815                         break;
6816         }
6817         rcu_read_unlock();
6818
6819         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
6820
6821         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
6822                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
6823
6824         /*
6825          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
6826          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
6827          * pretend we pulled a task.
6828          */
6829         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
6830                 pulled_task = 1;
6831
6832 out:
6833         /* Move the next balance forward */
6834         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
6835                 this_rq->next_balance = next_balance;
6836
6837         /* Is there a task of a high priority class? */
6838         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
6839                 pulled_task = -1;
6840
6841         if (pulled_task) {
6842                 idle_exit_fair(this_rq);
6843                 this_rq->idle_stamp = 0;
6844         }
6845
6846         return pulled_task;
6847 }
6848
6849 /*
6850  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
6851  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
6852  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
6853  * avoids physical / logical imbalances.
6854  */
6855 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
6856 {
6857         struct rq *busiest_rq = data;
6858         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
6859         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
6860         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
6861         struct sched_domain *sd;
6862
6863         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
6864
6865         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
6866         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
6867                      !busiest_rq->active_balance))
6868                 goto out_unlock;
6869
6870         /* Is there any task to move? */
6871         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
6872                 goto out_unlock;
6873
6874         /*
6875          * This condition is "impossible", if it occurs
6876          * we need to fix it. Originally reported by
6877          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
6878          */
6879         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
6880
6881         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
6882         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
6883
6884         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
6885         rcu_read_lock();
6886         for_each_domain(target_cpu, sd) {
6887                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
6888                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
6889                                 break;
6890         }
6891
6892         if (likely(sd)) {
6893                 struct lb_env env = {
6894                         .sd             = sd,
6895                         .dst_cpu        = target_cpu,
6896                         .dst_rq         = target_rq,
6897                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
6898                         .src_rq         = busiest_rq,
6899                         .idle           = CPU_IDLE,
6900                 };
6901
6902                 schedstat_inc(sd, alb_count);
6903
6904                 if (move_one_task(&env))
6905                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
6906                 else
6907                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
6908         }
6909         rcu_read_unlock();
6910         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
6911 out_unlock:
6912         busiest_rq->active_balance = 0;
6913         raw_spin_unlock_irq(&busiest_rq->lock);
6914         return 0;
6915 }
6916
6917 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
6918 {
6919         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
6920 }
6921
6922 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6923 /*
6924  * idle load balancing details
6925  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
6926  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
6927  *   load balancing for all the idle CPUs.
6928  */
6929 static struct {
6930         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
6931         atomic_t nr_cpus;
6932         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
6933 } nohz ____cacheline_aligned;
6934
6935 static inline int find_new_ilb(void)
6936 {
6937         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
6938
6939         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
6940                 return ilb;
6941
6942         return nr_cpu_ids;
6943 }
6944
6945 /*
6946  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
6947  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
6948  * CPU (if there is one).
6949  */
6950 static void nohz_balancer_kick(void)
6951 {
6952         int ilb_cpu;
6953
6954         nohz.next_balance++;
6955
6956         ilb_cpu = find_new_ilb();
6957
6958         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
6959                 return;
6960
6961         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
6962                 return;
6963         /*
6964          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
6965          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
6966          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
6967          * will be run before returning from the IPI.
6968          */
6969         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
6970         return;
6971 }
6972
6973 static inline void nohz_balance_exit_idle(int cpu)
6974 {
6975         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
6976                 /*
6977                  * Completely isolated CPUs don't ever set, so we must test.
6978                  */
6979                 if (likely(cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))) {
6980                         cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
6981                         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
6982                 }
6983                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
6984         }
6985 }
6986
6987 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
6988 {
6989         struct sched_domain *sd;
6990         int cpu = smp_processor_id();
6991
6992         rcu_read_lock();
6993         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
6994
6995         if (!sd || !sd->nohz_idle)
6996                 goto unlock;
6997         sd->nohz_idle = 0;
6998
6999         atomic_inc(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
7000 unlock:
7001         rcu_read_unlock();
7002 }
7003
7004 void set_cpu_sd_state_idle(void)
7005 {
7006         struct sched_domain *sd;
7007         int cpu = smp_processor_id();
7008
7009         rcu_read_lock();
7010         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
7011
7012         if (!sd || sd->nohz_idle)
7013                 goto unlock;
7014         sd->nohz_idle = 1;
7015
7016         atomic_dec(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
7017 unlock:
7018         rcu_read_unlock();
7019 }
7020
7021 /*
7022  * This routine will record that the cpu is going idle with tick stopped.
7023  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
7024  */
7025 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
7026 {
7027         /*
7028          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
7029          */
7030         if (!cpu_active(cpu))
7031                 return;
7032
7033         if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
7034                 return;
7035
7036         /*
7037          * If we're a completely isolated CPU, we don't play.
7038          */
7039         if (on_null_domain(cpu_rq(cpu)))
7040                 return;
7041
7042         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
7043         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
7044         set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
7045 }
7046
7047 static int sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
7048                                         unsigned long action, void *hcpu)
7049 {
7050         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
7051         case CPU_DYING:
7052                 nohz_balance_exit_idle(smp_processor_id());
7053                 return NOTIFY_OK;
7054         default:
7055                 return NOTIFY_DONE;
7056         }
7057 }
7058 #endif
7059
7060 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
7061
7062 /*
7063  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
7064  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
7065  */
7066 void update_max_interval(void)
7067 {
7068         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
7069 }
7070
7071 /*
7072  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
7073  * and initiates a balancing operation if so.
7074  *
7075  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
7076  */
7077 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
7078 {
7079         int continue_balancing = 1;
7080         int cpu = rq->cpu;
7081         unsigned long interval;
7082         struct sched_domain *sd;
7083         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
7084         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
7085         int update_next_balance = 0;
7086         int need_serialize, need_decay = 0;
7087         u64 max_cost = 0;
7088
7089         update_blocked_averages(cpu);
7090
7091         rcu_read_lock();
7092         for_each_domain(cpu, sd) {
7093                 /*
7094                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
7095                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
7096                  */
7097                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
7098                         sd->max_newidle_lb_cost =
7099                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
7100                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
7101                         need_decay = 1;
7102                 }
7103                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
7104
7105                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
7106                         continue;
7107
7108                 /*
7109                  * Stop the load balance at this level. There is another
7110                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
7111                  * actively.
7112                  */
7113                 if (!continue_balancing) {
7114                         if (need_decay)
7115                                 continue;
7116                         break;
7117                 }
7118
7119                 interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
7120
7121                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
7122                 if (need_serialize) {
7123                         if (!spin_trylock(&balancing))
7124                                 goto out;
7125                 }
7126
7127                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
7128                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
7129                                 /*
7130                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
7131                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
7132                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
7133                                  */
7134                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
7135                         }
7136                         sd->last_balance = jiffies;
7137                         interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
7138                 }
7139                 if (need_serialize)
7140                         spin_unlock(&balancing);
7141 out:
7142                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
7143                         next_balance = sd->last_balance + interval;
7144                         update_next_balance = 1;
7145                 }
7146         }
7147         if (need_decay) {
7148                 /*
7149                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
7150                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
7151                  */
7152                 rq->max_idle_balance_cost =
7153                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
7154         }
7155         rcu_read_unlock();
7156
7157         /*
7158          * next_balance will be updated only when there is a need.
7159          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
7160          * updated.
7161          */
7162         if (likely(update_next_balance))
7163                 rq->next_balance = next_balance;
7164 }
7165
7166 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7167 /*
7168  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
7169  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
7170  */
7171 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
7172 {
7173         int this_cpu = this_rq->cpu;
7174         struct rq *rq;
7175         int balance_cpu;
7176
7177         if (idle != CPU_IDLE ||
7178             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
7179                 goto end;
7180
7181         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
7182                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
7183                         continue;
7184
7185                 /*
7186                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
7187                  * work being done for other cpus. Next load
7188                  * balancing owner will pick it up.
7189                  */
7190                 if (need_resched())
7191                         break;
7192
7193                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
7194
7195                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
7196                 update_rq_clock(rq);
7197                 update_idle_cpu_load(rq);
7198                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
7199
7200                 rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
7201
7202                 if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
7203                         this_rq->next_balance = rq->next_balance;
7204         }
7205         nohz.next_balance = this_rq->next_balance;
7206 end:
7207         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
7208 }
7209
7210 /*
7211  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
7212  * of an idle cpu is the system.
7213  *   - This rq has more than one task.
7214  *   - At any scheduler domain level, this cpu's scheduler group has multiple
7215  *     busy cpu's exceeding the group's power.
7216  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
7217  *     domain span are idle.
7218  */
7219 static inline int nohz_kick_needed(struct rq *rq)
7220 {
7221         unsigned long now = jiffies;
7222         struct sched_domain *sd;
7223         struct sched_group_power *sgp;
7224         int nr_busy, cpu = rq->cpu;
7225
7226         if (unlikely(rq->idle_balance))
7227                 return 0;
7228
7229        /*
7230         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
7231         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
7232         */
7233         set_cpu_sd_state_busy();
7234         nohz_balance_exit_idle(cpu);
7235
7236         /*
7237          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
7238          * balancing.
7239          */
7240         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
7241                 return 0;
7242
7243         if (time_before(now, nohz.next_balance))
7244                 return 0;
7245
7246         if (rq->nr_running >= 2)
7247                 goto need_kick;
7248
7249         rcu_read_lock();
7250         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
7251
7252         if (sd) {
7253                 sgp = sd->groups->sgp;
7254                 nr_busy = atomic_read(&sgp->nr_busy_cpus);
7255
7256                 if (nr_busy > 1)
7257                         goto need_kick_unlock;
7258         }
7259
7260         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym, cpu));
7261
7262         if (sd && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
7263                                   sched_domain_span(sd)) < cpu))
7264                 goto need_kick_unlock;
7265
7266         rcu_read_unlock();
7267         return 0;
7268
7269 need_kick_unlock:
7270         rcu_read_unlock();
7271 need_kick:
7272         return 1;
7273 }
7274 #else
7275 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle) { }
7276 #endif
7277
7278 /*
7279  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
7280  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
7281  */
7282 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
7283 {
7284         struct rq *this_rq = this_rq();
7285         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
7286                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
7287
7288         rebalance_domains(this_rq, idle);
7289
7290         /*
7291          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
7292          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
7293          * stopped.
7294          */
7295         nohz_idle_balance(this_rq, idle);
7296 }
7297
7298 /*
7299  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
7300  */
7301 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
7302 {
7303         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
7304         if (unlikely(on_null_domain(rq)))
7305                 return;
7306
7307         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
7308                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
7309 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7310         if (nohz_kick_needed(rq))
7311                 nohz_balancer_kick();
7312 #endif
7313 }
7314
7315 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
7316 {
7317         update_sysctl();
7318 }
7319
7320 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
7321 {
7322         update_sysctl();
7323
7324         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
7325         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
7326 }
7327
7328 #endif /* CONFIG_SMP */
7329
7330 /*
7331  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
7332  */
7333 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
7334 {
7335         struct cfs_rq *cfs_rq;
7336         struct sched_entity *se = &curr->se;
7337
7338         for_each_sched_entity(se) {
7339                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7340                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
7341         }
7342
7343         if (numabalancing_enabled)
7344                 task_tick_numa(rq, curr);
7345
7346         update_rq_runnable_avg(rq, 1);
7347 }
7348
7349 /*
7350  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
7351  *  - child not yet on the tasklist
7352  *  - preemption disabled
7353  */
7354 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
7355 {
7356         struct cfs_rq *cfs_rq;
7357         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
7358         int this_cpu = smp_processor_id();
7359         struct rq *rq = this_rq();
7360         unsigned long flags;
7361
7362         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7363
7364         update_rq_clock(rq);
7365
7366         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
7367         curr = cfs_rq->curr;
7368
7369         /*
7370          * Not only the cpu but also the task_group of the parent might have
7371          * been changed after parent->se.parent,cfs_rq were copied to
7372          * child->se.parent,cfs_rq. So call __set_task_cpu() to make those
7373          * of child point to valid ones.
7374          */
7375         rcu_read_lock();
7376         __set_task_cpu(p, this_cpu);
7377         rcu_read_unlock();
7378
7379         update_curr(cfs_rq);
7380
7381         if (curr)
7382                 se->vruntime = curr->vruntime;
7383         place_entity(cfs_rq, se, 1);
7384
7385         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
7386                 /*
7387                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
7388                  * 'current' within the tree based on its new key value.
7389                  */
7390                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
7391                 resched_task(rq->curr);
7392         }
7393
7394         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
7395
7396         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7397 }
7398
7399 /*
7400  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
7401  * the current task.
7402  */
7403 static void
7404 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
7405 {
7406         if (!p->se.on_rq)
7407                 return;
7408
7409         /*
7410          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
7411          * our priority decreased, or if we are not currently running on
7412          * this runqueue and our priority is higher than the current's
7413          */
7414         if (rq->curr == p) {
7415                 if (p->prio > oldprio)
7416                         resched_task(rq->curr);
7417         } else
7418                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
7419 }
7420
7421 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7422 {
7423         struct sched_entity *se = &p->se;
7424         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7425
7426         /*
7427          * Ensure the task's vruntime is normalized, so that when it's
7428          * switched back to the fair class the enqueue_entity(.flags=0) will
7429          * do the right thing.
7430          *
7431          * If it's on_rq, then the dequeue_entity(.flags=0) will already
7432          * have normalized the vruntime, if it's !on_rq, then only when
7433          * the task is sleeping will it still have non-normalized vruntime.
7434          */
7435         if (!p->on_rq && p->state != TASK_RUNNING) {
7436                 /*
7437                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
7438                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
7439                  */
7440                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
7441                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
7442         }
7443
7444 #ifdef CONFIG_SMP
7445         /*
7446         * Remove our load from contribution when we leave sched_fair
7447         * and ensure we don't carry in an old decay_count if we
7448         * switch back.
7449         */
7450         if (se->avg.decay_count) {
7451                 __synchronize_entity_decay(se);
7452                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
7453         }
7454 #endif
7455 }
7456
7457 /*
7458  * We switched to the sched_fair class.
7459  */
7460 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7461 {
7462         struct sched_entity *se = &p->se;
7463 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7464         /*
7465          * Since the real-depth could have been changed (only FAIR
7466          * class maintain depth value), reset depth properly.
7467          */
7468         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
7469 #endif
7470         if (!se->on_rq)
7471                 return;
7472
7473         /*
7474          * We were most likely switched from sched_rt, so
7475          * kick off the schedule if running, otherwise just see
7476          * if we can still preempt the current task.
7477          */
7478         if (rq->curr == p)
7479                 resched_task(rq->curr);
7480         else
7481                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
7482 }
7483
7484 /* Account for a task changing its policy or group.
7485  *
7486  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
7487  * migrates between groups/classes.
7488  */
7489 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
7490 {
7491         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
7492
7493         for_each_sched_entity(se) {
7494                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7495
7496                 set_next_entity(cfs_rq, se);
7497                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
7498                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
7499         }
7500 }
7501
7502 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
7503 {
7504         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
7505         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
7506 #ifndef CONFIG_64BIT
7507         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
7508 #endif
7509 #ifdef CONFIG_SMP
7510         atomic64_set(&cfs_rq->decay_counter, 1);
7511         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_load, 0);
7512 #endif
7513 }
7514
7515 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7516 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p, int on_rq)
7517 {
7518         struct sched_entity *se = &p->se;
7519         struct cfs_rq *cfs_rq;
7520
7521         /*
7522          * If the task was not on the rq at the time of this cgroup movement
7523          * it must have been asleep, sleeping tasks keep their ->vruntime
7524          * absolute on their old rq until wakeup (needed for the fair sleeper
7525          * bonus in place_entity()).
7526          *
7527          * If it was on the rq, we've just 'preempted' it, which does convert
7528          * ->vruntime to a relative base.
7529          *
7530          * Make sure both cases convert their relative position when migrating
7531          * to another cgroup's rq. This does somewhat interfere with the
7532          * fair sleeper stuff for the first placement, but who cares.
7533          */
7534         /*
7535          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
7536          * But there are some cases where it has already been normalized:
7537          *
7538          * - Moving a forked child which is waiting for being woken up by
7539          *   wake_up_new_task().
7540          * - Moving a task which has been woken up by try_to_wake_up() and
7541          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
7542          *
7543          * To prevent boost or penalty in the new cfs_rq caused by delta
7544          * min_vruntime between the two cfs_rqs, we skip vruntime adjustment.
7545          */
7546         if (!on_rq && (!se->sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING))
7547                 on_rq = 1;
7548
7549         if (!on_rq)
7550                 se->vruntime -= cfs_rq_of(se)->min_vruntime;
7551         set_task_rq(p, task_cpu(p));
7552         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
7553         if (!on_rq) {
7554                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7555                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
7556 #ifdef CONFIG_SMP
7557                 /*
7558                  * migrate_task_rq_fair() will have removed our previous
7559                  * contribution, but we must synchronize for ongoing future
7560                  * decay.
7561                  */
7562                 se->avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
7563                 cfs_rq->blocked_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
7564 #endif
7565         }
7566 }
7567
7568 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
7569 {
7570         int i;
7571
7572         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
7573
7574         for_each_possible_cpu(i) {
7575                 if (tg->cfs_rq)
7576                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
7577                 if (tg->se)
7578                         kfree(tg->se[i]);
7579         }
7580
7581         kfree(tg->cfs_rq);
7582         kfree(tg->se);
7583 }
7584
7585 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7586 {
7587         struct cfs_rq *cfs_rq;
7588         struct sched_entity *se;
7589         int i;
7590
7591         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
7592         if (!tg->cfs_rq)
7593                 goto err;
7594         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
7595         if (!tg->se)
7596                 goto err;
7597
7598         tg->shares = NICE_0_LOAD;
7599
7600         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
7601
7602         for_each_possible_cpu(i) {
7603                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
7604                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7605                 if (!cfs_rq)
7606                         goto err;
7607
7608                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
7609                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7610                 if (!se)
7611                         goto err_free_rq;
7612
7613                 init_cfs_rq(cfs_rq);
7614                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
7615         }
7616
7617         return 1;
7618
7619 err_free_rq:
7620         kfree(cfs_rq);
7621 err:
7622         return 0;
7623 }
7624
7625 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
7626 {
7627         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7628         unsigned long flags;
7629
7630         /*
7631         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
7632         * check on_list without danger of it being re-added.
7633         */
7634         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
7635                 return;
7636
7637         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7638         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
7639         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7640 }
7641
7642 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
7643                         struct sched_entity *se, int cpu,
7644                         struct sched_entity *parent)
7645 {
7646         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7647
7648         cfs_rq->tg = tg;
7649         cfs_rq->rq = rq;
7650         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
7651
7652         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
7653         tg->se[cpu] = se;
7654
7655         /* se could be NULL for root_task_group */
7656         if (!se)
7657                 return;
7658
7659         if (!parent) {
7660                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
7661                 se->depth = 0;
7662         } else {
7663                 se->cfs_rq = parent->my_q;
7664                 se->depth = parent->depth + 1;
7665         }
7666
7667         se->my_q = cfs_rq;
7668         /* guarantee group entities always have weight */
7669         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
7670         se->parent = parent;
7671 }
7672
7673 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
7674
7675 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
7676 {
7677         int i;
7678         unsigned long flags;
7679
7680         /*
7681          * We can't change the weight of the root cgroup.
7682          */
7683         if (!tg->se[0])
7684                 return -EINVAL;
7685
7686         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
7687
7688         mutex_lock(&shares_mutex);
7689         if (tg->shares == shares)
7690                 goto done;
7691
7692         tg->shares = shares;
7693         for_each_possible_cpu(i) {
7694                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
7695                 struct sched_entity *se;
7696
7697                 se = tg->se[i];
7698                 /* Propagate contribution to hierarchy */
7699                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7700
7701                 /* Possible calls to update_curr() need rq clock */
7702                 update_rq_clock(rq);
7703                 for_each_sched_entity(se)
7704                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
7705                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7706         }
7707
7708 done:
7709         mutex_unlock(&shares_mutex);
7710         return 0;
7711 }
7712 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7713
7714 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
7715
7716 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7717 {
7718         return 1;
7719 }
7720
7721 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
7722
7723 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7724
7725
7726 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
7727 {
7728         struct sched_entity *se = &task->se;
7729         unsigned int rr_interval = 0;
7730
7731         /*
7732          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
7733          * idle runqueue:
7734          */
7735         if (rq->cfs.load.weight)
7736                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
7737
7738         return rr_interval;
7739 }
7740
7741 /*
7742  * All the scheduling class methods:
7743  */
7744 const struct sched_class fair_sched_class = {
7745         .next                   = &idle_sched_class,
7746         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
7747         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
7748         .yield_task             = yield_task_fair,
7749         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
7750
7751         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
7752
7753         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
7754         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
7755
7756 #ifdef CONFIG_SMP
7757         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
7758         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
7759
7760         .rq_online              = rq_online_fair,
7761         .rq_offline             = rq_offline_fair,
7762
7763         .task_waking            = task_waking_fair,
7764 #endif
7765
7766         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
7767         .task_tick              = task_tick_fair,
7768         .task_fork              = task_fork_fair,
7769
7770         .prio_changed           = prio_changed_fair,
7771         .switched_from          = switched_from_fair,
7772         .switched_to            = switched_to_fair,
7773
7774         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
7775
7776 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7777         .task_move_group        = task_move_group_fair,
7778 #endif
7779 };
7780
7781 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
7782 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
7783 {
7784         struct cfs_rq *cfs_rq;
7785
7786         rcu_read_lock();
7787         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
7788                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
7789         rcu_read_unlock();
7790 }
7791 #endif
7792
7793 __init void init_sched_fair_class(void)
7794 {
7795 #ifdef CONFIG_SMP
7796         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
7797
7798 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7799         nohz.next_balance = jiffies;
7800         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
7801         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
7802 #endif
7803 #endif /* SMP */
7804
7805 }