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