]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - kernel/sched/fair.c
sched/numa: More NUMA_PULL_BIAS fixes
[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/random.h>
30 #include <linux/mempolicy.h>
31 #include <linux/task_work.h>
32
33 #include <trace/events/sched.h>
34
35 #include "sched.h"
36
37 /*
38  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
39  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
40  *
41  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
42  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
43  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
44  * based scheduling concepts.
45  *
46  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
47  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
48  */
49 unsigned int sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
50 unsigned int normalized_sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
51
52 /*
53  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
54  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
55  *
56  * Options are:
57  * SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
58  * SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
59  * SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
60  */
61 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling
62         = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
63
64 /*
65  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
66  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
67  */
68 unsigned int sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
69 unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
70
71 /*
72  * is kept at sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity
73  */
74 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
75
76 /*
77  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
78  * parent will (try to) run first.
79  */
80 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
81
82 /*
83  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
84  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
85  *
86  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
87  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
88  * have immediate wakeup/sleep latencies.
89  */
90 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
91 unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
92
93 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost = 500000UL;
94
95 /*
96  * The exponential sliding  window over which load is averaged for shares
97  * distribution.
98  * (default: 10msec)
99  */
100 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_shares_window = 10000000UL;
101
102 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
103 /*
104  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
105  * each time a cfs_rq requests quota.
106  *
107  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
108  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
109  * we will always only issue the remaining available time.
110  *
111  * default: 5 msec, units: microseconds
112   */
113 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice = 5000UL;
114 #endif
115
116 /*
117  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
118  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
119  * to users decreases. But the relationship is not linear,
120  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
121  * number of CPUs.
122  *
123  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
124  */
125 static int get_update_sysctl_factor(void)
126 {
127         unsigned int cpus = min_t(int, num_online_cpus(), 8);
128         unsigned int factor;
129
130         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
131         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
132                 factor = 1;
133                 break;
134         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
135                 factor = cpus;
136                 break;
137         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
138         default:
139                 factor = 1 + ilog2(cpus);
140                 break;
141         }
142
143         return factor;
144 }
145
146 static void update_sysctl(void)
147 {
148         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
149
150 #define SET_SYSCTL(name) \
151         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
152         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
153         SET_SYSCTL(sched_latency);
154         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
155 #undef SET_SYSCTL
156 }
157
158 void sched_init_granularity(void)
159 {
160         update_sysctl();
161 }
162
163 #if BITS_PER_LONG == 32
164 # define WMULT_CONST    (~0UL)
165 #else
166 # define WMULT_CONST    (1UL << 32)
167 #endif
168
169 #define WMULT_SHIFT     32
170
171 /*
172  * Shift right and round:
173  */
174 #define SRR(x, y) (((x) + (1UL << ((y) - 1))) >> (y))
175
176 /*
177  * delta *= weight / lw
178  */
179 static unsigned long
180 calc_delta_mine(unsigned long delta_exec, unsigned long weight,
181                 struct load_weight *lw)
182 {
183         u64 tmp;
184
185         /*
186          * weight can be less than 2^SCHED_LOAD_RESOLUTION for task group sched
187          * entities since MIN_SHARES = 2. Treat weight as 1 if less than
188          * 2^SCHED_LOAD_RESOLUTION.
189          */
190         if (likely(weight > (1UL << SCHED_LOAD_RESOLUTION)))
191                 tmp = (u64)delta_exec * scale_load_down(weight);
192         else
193                 tmp = (u64)delta_exec;
194
195         if (!lw->inv_weight) {
196                 unsigned long w = scale_load_down(lw->weight);
197
198                 if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
199                         lw->inv_weight = 1;
200                 else if (unlikely(!w))
201                         lw->inv_weight = WMULT_CONST;
202                 else
203                         lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
204         }
205
206         /*
207          * Check whether we'd overflow the 64-bit multiplication:
208          */
209         if (unlikely(tmp > WMULT_CONST))
210                 tmp = SRR(SRR(tmp, WMULT_SHIFT/2) * lw->inv_weight,
211                         WMULT_SHIFT/2);
212         else
213                 tmp = SRR(tmp * lw->inv_weight, WMULT_SHIFT);
214
215         return (unsigned long)min(tmp, (u64)(unsigned long)LONG_MAX);
216 }
217
218
219 const struct sched_class fair_sched_class;
220
221 /**************************************************************
222  * CFS operations on generic schedulable entities:
223  */
224
225 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
226
227 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
228 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
229 {
230         return cfs_rq->rq;
231 }
232
233 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
234 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
235
236 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
237 {
238 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
239         WARN_ON_ONCE(!entity_is_task(se));
240 #endif
241         return container_of(se, struct task_struct, se);
242 }
243
244 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
245 #define for_each_sched_entity(se) \
246                 for (; se; se = se->parent)
247
248 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
249 {
250         return p->se.cfs_rq;
251 }
252
253 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
254 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
255 {
256         return se->cfs_rq;
257 }
258
259 /* runqueue "owned" by this group */
260 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
261 {
262         return grp->my_q;
263 }
264
265 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
266 {
267         if (!cfs_rq->on_list) {
268                 /*
269                  * Ensure we either appear before our parent (if already
270                  * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
271                  * enqueued.  The fact that we always enqueue bottom-up
272                  * reduces this to two cases.
273                  */
274                 if (cfs_rq->tg->parent &&
275                     cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu_of(rq_of(cfs_rq))]->on_list) {
276                         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
277                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
278                 } else {
279                         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
280                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
281                 }
282
283                 cfs_rq->on_list = 1;
284         }
285 }
286
287 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
288 {
289         if (cfs_rq->on_list) {
290                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
291                 cfs_rq->on_list = 0;
292         }
293 }
294
295 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
296 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
297         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
298
299 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
300 static inline int
301 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
302 {
303         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
304                 return 1;
305
306         return 0;
307 }
308
309 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
310 {
311         return se->parent;
312 }
313
314 /* return depth at which a sched entity is present in the hierarchy */
315 static inline int depth_se(struct sched_entity *se)
316 {
317         int depth = 0;
318
319         for_each_sched_entity(se)
320                 depth++;
321
322         return depth;
323 }
324
325 static void
326 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
327 {
328         int se_depth, pse_depth;
329
330         /*
331          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
332          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
333          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
334          * parent.
335          */
336
337         /* First walk up until both entities are at same depth */
338         se_depth = depth_se(*se);
339         pse_depth = depth_se(*pse);
340
341         while (se_depth > pse_depth) {
342                 se_depth--;
343                 *se = parent_entity(*se);
344         }
345
346         while (pse_depth > se_depth) {
347                 pse_depth--;
348                 *pse = parent_entity(*pse);
349         }
350
351         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
352                 *se = parent_entity(*se);
353                 *pse = parent_entity(*pse);
354         }
355 }
356
357 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
358
359 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
360 {
361         return container_of(se, struct task_struct, se);
362 }
363
364 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
365 {
366         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
367 }
368
369 #define entity_is_task(se)      1
370
371 #define for_each_sched_entity(se) \
372                 for (; se; se = NULL)
373
374 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
375 {
376         return &task_rq(p)->cfs;
377 }
378
379 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
380 {
381         struct task_struct *p = task_of(se);
382         struct rq *rq = task_rq(p);
383
384         return &rq->cfs;
385 }
386
387 /* runqueue "owned" by this group */
388 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
389 {
390         return NULL;
391 }
392
393 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
394 {
395 }
396
397 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
398 {
399 }
400
401 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
402                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
403
404 static inline int
405 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
406 {
407         return 1;
408 }
409
410 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
411 {
412         return NULL;
413 }
414
415 static inline void
416 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
417 {
418 }
419
420 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
421
422 static __always_inline
423 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long delta_exec);
424
425 /**************************************************************
426  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
427  */
428
429 static inline u64 max_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
430 {
431         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
432         if (delta > 0)
433                 min_vruntime = vruntime;
434
435         return min_vruntime;
436 }
437
438 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
439 {
440         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
441         if (delta < 0)
442                 min_vruntime = vruntime;
443
444         return min_vruntime;
445 }
446
447 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
448                                 struct sched_entity *b)
449 {
450         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
451 }
452
453 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
454 {
455         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
456
457         if (cfs_rq->curr)
458                 vruntime = cfs_rq->curr->vruntime;
459
460         if (cfs_rq->rb_leftmost) {
461                 struct sched_entity *se = rb_entry(cfs_rq->rb_leftmost,
462                                                    struct sched_entity,
463                                                    run_node);
464
465                 if (!cfs_rq->curr)
466                         vruntime = se->vruntime;
467                 else
468                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
469         }
470
471         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
472 #ifndef CONFIG_64BIT
473         smp_wmb();
474         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
475 #endif
476 }
477
478 /*
479  * Enqueue an entity into the rb-tree:
480  */
481 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
482 {
483         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
484         struct rb_node *parent = NULL;
485         struct sched_entity *entry;
486         int leftmost = 1;
487
488         /*
489          * Find the right place in the rbtree:
490          */
491         while (*link) {
492                 parent = *link;
493                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
494                 /*
495                  * We dont care about collisions. Nodes with
496                  * the same key stay together.
497                  */
498                 if (entity_before(se, entry)) {
499                         link = &parent->rb_left;
500                 } else {
501                         link = &parent->rb_right;
502                         leftmost = 0;
503                 }
504         }
505
506         /*
507          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
508          * used):
509          */
510         if (leftmost)
511                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
512
513         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
514         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
515 }
516
517 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
518 {
519         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node) {
520                 struct rb_node *next_node;
521
522                 next_node = rb_next(&se->run_node);
523                 cfs_rq->rb_leftmost = next_node;
524         }
525
526         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
527 }
528
529 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
530 {
531         struct rb_node *left = cfs_rq->rb_leftmost;
532
533         if (!left)
534                 return NULL;
535
536         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
537 }
538
539 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
540 {
541         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
542
543         if (!next)
544                 return NULL;
545
546         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
547 }
548
549 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
550 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
551 {
552         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline);
553
554         if (!last)
555                 return NULL;
556
557         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
558 }
559
560 /**************************************************************
561  * Scheduling class statistics methods:
562  */
563
564 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
565                 void __user *buffer, size_t *lenp,
566                 loff_t *ppos)
567 {
568         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
569         int factor = get_update_sysctl_factor();
570
571         if (ret || !write)
572                 return ret;
573
574         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
575                                         sysctl_sched_min_granularity);
576
577 #define WRT_SYSCTL(name) \
578         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
579         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
580         WRT_SYSCTL(sched_latency);
581         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
582 #undef WRT_SYSCTL
583
584         return 0;
585 }
586 #endif
587
588 /*
589  * delta /= w
590  */
591 static inline unsigned long
592 calc_delta_fair(unsigned long delta, struct sched_entity *se)
593 {
594         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
595                 delta = calc_delta_mine(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
596
597         return delta;
598 }
599
600 /*
601  * The idea is to set a period in which each task runs once.
602  *
603  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
604  * this period because otherwise the slices get too small.
605  *
606  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
607  */
608 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
609 {
610         u64 period = sysctl_sched_latency;
611         unsigned long nr_latency = sched_nr_latency;
612
613         if (unlikely(nr_running > nr_latency)) {
614                 period = sysctl_sched_min_granularity;
615                 period *= nr_running;
616         }
617
618         return period;
619 }
620
621 /*
622  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
623  * proportional to the weight.
624  *
625  * s = p*P[w/rw]
626  */
627 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
628 {
629         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
630
631         for_each_sched_entity(se) {
632                 struct load_weight *load;
633                 struct load_weight lw;
634
635                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
636                 load = &cfs_rq->load;
637
638                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
639                         lw = cfs_rq->load;
640
641                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
642                         load = &lw;
643                 }
644                 slice = calc_delta_mine(slice, se->load.weight, load);
645         }
646         return slice;
647 }
648
649 /*
650  * We calculate the vruntime slice of a to be inserted task
651  *
652  * vs = s/w
653  */
654 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
655 {
656         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
657 }
658
659 static void update_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int global_update);
660 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq);
661
662 /*
663  * Update the current task's runtime statistics. Skip current tasks that
664  * are not in our scheduling class.
665  */
666 static inline void
667 __update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr,
668               unsigned long delta_exec)
669 {
670         unsigned long delta_exec_weighted;
671
672         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
673                       max((u64)delta_exec, curr->statistics.exec_max));
674
675         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
676         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
677         delta_exec_weighted = calc_delta_fair(delta_exec, curr);
678
679         curr->vruntime += delta_exec_weighted;
680         update_min_vruntime(cfs_rq);
681
682 #if defined CONFIG_SMP && defined CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
683         cfs_rq->load_unacc_exec_time += delta_exec;
684 #endif
685 }
686
687 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
688 {
689         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
690         u64 now = rq_of(cfs_rq)->clock_task;
691         unsigned long delta_exec;
692
693         if (unlikely(!curr))
694                 return;
695
696         /*
697          * Get the amount of time the current task was running
698          * since the last time we changed load (this cannot
699          * overflow on 32 bits):
700          */
701         delta_exec = (unsigned long)(now - curr->exec_start);
702         if (!delta_exec)
703                 return;
704
705         __update_curr(cfs_rq, curr, delta_exec);
706         curr->exec_start = now;
707
708         if (entity_is_task(curr)) {
709                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
710
711                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
712                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
713                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
714         }
715
716         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
717 }
718
719 static inline void
720 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
721 {
722         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_of(cfs_rq)->clock);
723 }
724
725 /*
726  * Task is being enqueued - update stats:
727  */
728 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
729 {
730         /*
731          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
732          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
733          */
734         if (se != cfs_rq->curr)
735                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
736 }
737
738 static void
739 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
740 {
741         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
742                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start));
743         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
744         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
745                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start);
746 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
747         if (entity_is_task(se)) {
748                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
749                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start);
750         }
751 #endif
752         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
753 }
754
755 static inline void
756 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
757 {
758         /*
759          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
760          * waiting task:
761          */
762         if (se != cfs_rq->curr)
763                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
764 }
765
766 /*
767  * We are picking a new current task - update its stats:
768  */
769 static inline void
770 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
771 {
772         /*
773          * We are starting a new run period:
774          */
775         se->exec_start = rq_of(cfs_rq)->clock_task;
776 }
777
778 /**************************************************
779  * Scheduling class numa methods.
780  *
781  * The purpose of the NUMA bits are to maintain compute (task) and data
782  * (memory) locality. We try and achieve this by making tasks stick to
783  * a particular node (their home node) but if fairness mandates they run
784  * elsewhere for long enough, we let the memory follow them.
785  *
786  * Tasks start out with their home-node unset (-1) this effectively means
787  * they act !NUMA until we've established the task is busy enough to bother
788  * with placement.
789  *
790  * We keep a home-node per task and use periodic fault scans to try and
791  * estalish a task<->page relation. This assumes the task<->page relation is a
792  * compute<->data relation, this is false for things like virt. and n:m
793  * threading solutions but its the best we can do given the information we
794  * have.
795  */
796
797 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
798
799 #ifdef CONFIG_SCHED_NUMA
800 static struct list_head *account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
801 {
802         struct list_head *tasks = &rq->cfs_tasks;
803
804         if (tsk_home_node(p) != cpu_to_node(task_cpu(p))) {
805                 p->numa_contrib = task_h_load(p);
806                 rq->offnode_weight += p->numa_contrib;
807                 rq->offnode_running++;
808                 tasks = &rq->offnode_tasks;
809         } else
810                 rq->onnode_running++;
811
812         return tasks;
813 }
814
815 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
816 {
817         if (tsk_home_node(p) != cpu_to_node(task_cpu(p))) {
818                 rq->offnode_weight -= p->numa_contrib;
819                 rq->offnode_running--;
820         } else
821                 rq->onnode_running--;
822 }
823
824 /*
825  * numa task sample period in ms: 5s
826  */
827 unsigned int sysctl_sched_numa_task_period_min = 5000;
828 unsigned int sysctl_sched_numa_task_period_max = 5000*16;
829
830 /*
831  * Wait for the 2-sample stuff to settle before migrating again
832  */
833 unsigned int sysctl_sched_numa_settle_count = 2;
834
835 /*
836  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
837  */
838 void task_numa_fault(int node)
839 {
840         struct task_struct *p = current;
841
842         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
843                 p->numa_faults = kzalloc(sizeof(unsigned long) * nr_node_ids,
844                                          GFP_KERNEL);
845                 if (!p->numa_faults)
846                         return;
847         }
848
849         p->numa_faults[node]++;
850 }
851
852 void task_numa_placement(void)
853 {
854         unsigned long faults, max_faults = 0;
855         struct task_struct *p = current;
856         int node, max_node = -1;
857         int seq = ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
858
859         if (p->numa_scan_seq == seq)
860                 return;
861
862         p->numa_scan_seq = seq;
863
864         if (unlikely(!p->numa_faults))
865                 return;
866
867         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++) {
868                 faults = p->numa_faults[node];
869
870                 if (faults > max_faults) {
871                         max_faults = faults;
872                         max_node = node;
873                 }
874
875                 p->numa_faults[node] /= 2;
876         }
877
878         if (max_node == -1)
879                 return;
880
881         if (p->node != max_node) {
882                 p->numa_task_period = sysctl_sched_numa_task_period_min;
883                 if (sched_feat(NUMA_SETTLE) &&
884                     (seq - p->numa_migrate_seq) <= (int)sysctl_sched_numa_settle_count)
885                         return;
886                 p->numa_migrate_seq = seq;
887                 sched_setnode(p, max_node);
888         } else {
889                 p->numa_task_period = min(sysctl_sched_numa_task_period_max,
890                                 p->numa_task_period * 2);
891         }
892 }
893
894 /*
895  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
896  * Triggered from task_tick_numa().
897  */
898 void task_numa_work(struct callback_head *work)
899 {
900         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
901         struct task_struct *p = current;
902         struct mm_struct *mm = p->mm;
903
904         WARN_ON_ONCE(p != container_of(work, struct task_struct, rcu));
905
906         /*
907          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
908          *
909          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
910          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
911          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
912          * work.
913          */
914         if (p->flags & PF_EXITING)
915                 return;
916
917         /*
918          * Enforce maximal scan/migration frequency..
919          */
920         migrate = mm->numa_next_scan;
921         if (time_before(now, migrate))
922                 return;
923
924         next_scan = now + 2*msecs_to_jiffies(sysctl_sched_numa_task_period_min);
925         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
926                 return;
927
928         ACCESS_ONCE(mm->numa_scan_seq)++;
929         lazy_migrate_process(mm);
930 }
931
932 /*
933  * Drive the periodic memory faults..
934  */
935 void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
936 {
937         u64 period, now;
938
939         /*
940          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
941          */
942         if (!curr->mm)
943                 return;
944
945         /*
946          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
947          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
948          * task needs to have done some actual work before we bother with
949          * NUMA placement.
950          */
951         now = curr->se.sum_exec_runtime;
952         period = (u64)curr->numa_task_period * NSEC_PER_MSEC;
953
954         if (now - curr->node_stamp > period) {
955                 curr->node_stamp = now;
956
957                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
958                         /*
959                          * We can re-use curr->rcu because we checked curr->mm
960                          * != NULL so release_task()->call_rcu() was not called
961                          * yet and exit_task_work() is called before
962                          * exit_notify().
963                          */
964                         init_task_work(&curr->rcu, task_numa_work);
965                         task_work_add(curr, &curr->rcu, true);
966                 }
967         }
968 }
969 #else
970 static struct list_head *account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
971 {
972 }
973
974 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
975 {
976 }
977
978 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
979 {
980 }
981 #endif /* CONFIG_SCHED_NUMA */
982
983 /**************************************************
984  * Scheduling class queueing methods:
985  */
986
987 static void
988 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
989 {
990         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
991         if (!parent_entity(se))
992                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
993 #ifdef CONFIG_SMP
994         if (entity_is_task(se)) {
995                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
996                 struct task_struct *p = task_of(se);
997                 struct list_head *tasks = &rq->cfs_tasks;
998
999                 if (tsk_home_node(p) != -1)
1000                         tasks = account_numa_enqueue(rq, p);
1001
1002                 list_add(&se->group_node, tasks);
1003         }
1004 #endif /* CONFIG_SMP */
1005         cfs_rq->nr_running++;
1006 }
1007
1008 static void
1009 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1010 {
1011         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
1012         if (!parent_entity(se))
1013                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
1014         if (entity_is_task(se)) {
1015                 struct task_struct *p = task_of(se);
1016
1017                 list_del_init(&se->group_node);
1018
1019                 if (tsk_home_node(p) != -1)
1020                         account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), p);
1021         }
1022         cfs_rq->nr_running--;
1023 }
1024
1025 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1026 /* we need this in update_cfs_load and load-balance functions below */
1027 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
1028 # ifdef CONFIG_SMP
1029 static void update_cfs_rq_load_contribution(struct cfs_rq *cfs_rq,
1030                                             int global_update)
1031 {
1032         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
1033         long load_avg;
1034
1035         load_avg = div64_u64(cfs_rq->load_avg, cfs_rq->load_period+1);
1036         load_avg -= cfs_rq->load_contribution;
1037
1038         if (global_update || abs(load_avg) > cfs_rq->load_contribution / 8) {
1039                 atomic_add(load_avg, &tg->load_weight);
1040                 cfs_rq->load_contribution += load_avg;
1041         }
1042 }
1043
1044 static void update_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int global_update)
1045 {
1046         u64 period = sysctl_sched_shares_window;
1047         u64 now, delta;
1048         unsigned long load = cfs_rq->load.weight;
1049
1050         if (cfs_rq->tg == &root_task_group || throttled_hierarchy(cfs_rq))
1051                 return;
1052
1053         now = rq_of(cfs_rq)->clock_task;
1054         delta = now - cfs_rq->load_stamp;
1055
1056         /* truncate load history at 4 idle periods */
1057         if (cfs_rq->load_stamp > cfs_rq->load_last &&
1058             now - cfs_rq->load_last > 4 * period) {
1059                 cfs_rq->load_period = 0;
1060                 cfs_rq->load_avg = 0;
1061                 delta = period - 1;
1062         }
1063
1064         cfs_rq->load_stamp = now;
1065         cfs_rq->load_unacc_exec_time = 0;
1066         cfs_rq->load_period += delta;
1067         if (load) {
1068                 cfs_rq->load_last = now;
1069                 cfs_rq->load_avg += delta * load;
1070         }
1071
1072         /* consider updating load contribution on each fold or truncate */
1073         if (global_update || cfs_rq->load_period > period
1074             || !cfs_rq->load_period)
1075                 update_cfs_rq_load_contribution(cfs_rq, global_update);
1076
1077         while (cfs_rq->load_period > period) {
1078                 /*
1079                  * Inline assembly required to prevent the compiler
1080                  * optimising this loop into a divmod call.
1081                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
1082                  */
1083                 asm("" : "+rm" (cfs_rq->load_period));
1084                 cfs_rq->load_period /= 2;
1085                 cfs_rq->load_avg /= 2;
1086         }
1087
1088         if (!cfs_rq->curr && !cfs_rq->nr_running && !cfs_rq->load_avg)
1089                 list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
1090 }
1091
1092 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
1093 {
1094         long tg_weight;
1095
1096         /*
1097          * Use this CPU's actual weight instead of the last load_contribution
1098          * to gain a more accurate current total weight. See
1099          * update_cfs_rq_load_contribution().
1100          */
1101         tg_weight = atomic_read(&tg->load_weight);
1102         tg_weight -= cfs_rq->load_contribution;
1103         tg_weight += cfs_rq->load.weight;
1104
1105         return tg_weight;
1106 }
1107
1108 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
1109 {
1110         long tg_weight, load, shares;
1111
1112         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
1113         load = cfs_rq->load.weight;
1114
1115         shares = (tg->shares * load);
1116         if (tg_weight)
1117                 shares /= tg_weight;
1118
1119         if (shares < MIN_SHARES)
1120                 shares = MIN_SHARES;
1121         if (shares > tg->shares)
1122                 shares = tg->shares;
1123
1124         return shares;
1125 }
1126
1127 static void update_entity_shares_tick(struct cfs_rq *cfs_rq)
1128 {
1129         if (cfs_rq->load_unacc_exec_time > sysctl_sched_shares_window) {
1130                 update_cfs_load(cfs_rq, 0);
1131                 update_cfs_shares(cfs_rq);
1132         }
1133 }
1134 # else /* CONFIG_SMP */
1135 static void update_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int global_update)
1136 {
1137 }
1138
1139 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
1140 {
1141         return tg->shares;
1142 }
1143
1144 static inline void update_entity_shares_tick(struct cfs_rq *cfs_rq)
1145 {
1146 }
1147 # endif /* CONFIG_SMP */
1148 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
1149                             unsigned long weight)
1150 {
1151         if (se->on_rq) {
1152                 /* commit outstanding execution time */
1153                 if (cfs_rq->curr == se)
1154                         update_curr(cfs_rq);
1155                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
1156         }
1157
1158         update_load_set(&se->load, weight);
1159
1160         if (se->on_rq)
1161                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
1162 }
1163
1164 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
1165 {
1166         struct task_group *tg;
1167         struct sched_entity *se;
1168         long shares;
1169
1170         tg = cfs_rq->tg;
1171         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
1172         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
1173                 return;
1174 #ifndef CONFIG_SMP
1175         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
1176                 return;
1177 #endif
1178         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
1179
1180         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
1181 }
1182 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
1183 static void update_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int global_update)
1184 {
1185 }
1186
1187 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
1188 {
1189 }
1190
1191 static inline void update_entity_shares_tick(struct cfs_rq *cfs_rq)
1192 {
1193 }
1194 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
1195
1196 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1197 {
1198 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1199         struct task_struct *tsk = NULL;
1200
1201         if (entity_is_task(se))
1202                 tsk = task_of(se);
1203
1204         if (se->statistics.sleep_start) {
1205                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.sleep_start;
1206
1207                 if ((s64)delta < 0)
1208                         delta = 0;
1209
1210                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
1211                         se->statistics.sleep_max = delta;
1212
1213                 se->statistics.sleep_start = 0;
1214                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
1215
1216                 if (tsk) {
1217                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
1218                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
1219                 }
1220         }
1221         if (se->statistics.block_start) {
1222                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.block_start;
1223
1224                 if ((s64)delta < 0)
1225                         delta = 0;
1226
1227                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
1228                         se->statistics.block_max = delta;
1229
1230                 se->statistics.block_start = 0;
1231                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
1232
1233                 if (tsk) {
1234                         if (tsk->in_iowait) {
1235                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
1236                                 se->statistics.iowait_count++;
1237                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
1238                         }
1239
1240                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
1241
1242                         /*
1243                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
1244                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
1245                          * amount of time that the task spent sleeping:
1246                          */
1247                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
1248                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
1249                                                 (void *)get_wchan(tsk),
1250                                                 delta >> 20);
1251                         }
1252                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
1253                 }
1254         }
1255 #endif
1256 }
1257
1258 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1259 {
1260 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1261         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
1262
1263         if (d < 0)
1264                 d = -d;
1265
1266         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
1267                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
1268 #endif
1269 }
1270
1271 static void
1272 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
1273 {
1274         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
1275
1276         /*
1277          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
1278          * however the extra weight of the new task will slow them down a
1279          * little, place the new task so that it fits in the slot that
1280          * stays open at the end.
1281          */
1282         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
1283                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
1284
1285         /* sleeps up to a single latency don't count. */
1286         if (!initial) {
1287                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
1288
1289                 /*
1290                  * Halve their sleep time's effect, to allow
1291                  * for a gentler effect of sleepers:
1292                  */
1293                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
1294                         thresh >>= 1;
1295
1296                 vruntime -= thresh;
1297         }
1298
1299         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
1300         vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
1301
1302         se->vruntime = vruntime;
1303 }
1304
1305 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
1306
1307 static void
1308 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1309 {
1310         /*
1311          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
1312          * through callig update_curr().
1313          */
1314         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
1315                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
1316
1317         /*
1318          * Update run-time statistics of the 'current'.
1319          */
1320         update_curr(cfs_rq);
1321         update_cfs_load(cfs_rq, 0);
1322         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
1323         update_cfs_shares(cfs_rq);
1324
1325         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
1326                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
1327                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
1328         }
1329
1330         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
1331         check_spread(cfs_rq, se);
1332         if (se != cfs_rq->curr)
1333                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
1334         se->on_rq = 1;
1335
1336         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
1337                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
1338                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
1339         }
1340 }
1341
1342 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
1343 {
1344         for_each_sched_entity(se) {
1345                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1346                 if (cfs_rq->last == se)
1347                         cfs_rq->last = NULL;
1348                 else
1349                         break;
1350         }
1351 }
1352
1353 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
1354 {
1355         for_each_sched_entity(se) {
1356                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1357                 if (cfs_rq->next == se)
1358                         cfs_rq->next = NULL;
1359                 else
1360                         break;
1361         }
1362 }
1363
1364 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
1365 {
1366         for_each_sched_entity(se) {
1367                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1368                 if (cfs_rq->skip == se)
1369                         cfs_rq->skip = NULL;
1370                 else
1371                         break;
1372         }
1373 }
1374
1375 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1376 {
1377         if (cfs_rq->last == se)
1378                 __clear_buddies_last(se);
1379
1380         if (cfs_rq->next == se)
1381                 __clear_buddies_next(se);
1382
1383         if (cfs_rq->skip == se)
1384                 __clear_buddies_skip(se);
1385 }
1386
1387 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
1388
1389 static void
1390 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1391 {
1392         /*
1393          * Update run-time statistics of the 'current'.
1394          */
1395         update_curr(cfs_rq);
1396
1397         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
1398         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
1399 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1400                 if (entity_is_task(se)) {
1401                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
1402
1403                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
1404                                 se->statistics.sleep_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
1405                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
1406                                 se->statistics.block_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
1407                 }
1408 #endif
1409         }
1410
1411         clear_buddies(cfs_rq, se);
1412
1413         if (se != cfs_rq->curr)
1414                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
1415         se->on_rq = 0;
1416         update_cfs_load(cfs_rq, 0);
1417         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
1418
1419         /*
1420          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
1421          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
1422          * movement in our normalized position.
1423          */
1424         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
1425                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
1426
1427         /* return excess runtime on last dequeue */
1428         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
1429
1430         update_min_vruntime(cfs_rq);
1431         update_cfs_shares(cfs_rq);
1432 }
1433
1434 /*
1435  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
1436  */
1437 static void
1438 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
1439 {
1440         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
1441         struct sched_entity *se;
1442         s64 delta;
1443
1444         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
1445         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
1446         if (delta_exec > ideal_runtime) {
1447                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1448                 /*
1449                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
1450                  * re-elected due to buddy favours.
1451                  */
1452                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
1453                 return;
1454         }
1455
1456         /*
1457          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
1458          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
1459          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
1460          */
1461         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
1462                 return;
1463
1464         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
1465         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
1466
1467         if (delta < 0)
1468                 return;
1469
1470         if (delta > ideal_runtime)
1471                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1472 }
1473
1474 static void
1475 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1476 {
1477         /* 'current' is not kept within the tree. */
1478         if (se->on_rq) {
1479                 /*
1480                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
1481                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
1482                  * runqueue.
1483                  */
1484                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
1485                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
1486         }
1487
1488         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
1489         cfs_rq->curr = se;
1490 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1491         /*
1492          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
1493          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
1494          * when there are only lesser-weight tasks around):
1495          */
1496         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
1497                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
1498                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
1499         }
1500 #endif
1501         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
1502 }
1503
1504 static int
1505 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
1506
1507 /*
1508  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
1509  * 1) keep things fair between processes/task groups
1510  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
1511  * 3) pick the "last" process, for cache locality
1512  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
1513  */
1514 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
1515 {
1516         struct sched_entity *se = __pick_first_entity(cfs_rq);
1517         struct sched_entity *left = se;
1518
1519         /*
1520          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
1521          * be done without getting too unfair.
1522          */
1523         if (cfs_rq->skip == se) {
1524                 struct sched_entity *second = __pick_next_entity(se);
1525                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
1526                         se = second;
1527         }
1528
1529         /*
1530          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
1531          */
1532         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
1533                 se = cfs_rq->last;
1534
1535         /*
1536          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
1537          */
1538         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
1539                 se = cfs_rq->next;
1540
1541         clear_buddies(cfs_rq, se);
1542
1543         return se;
1544 }
1545
1546 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
1547
1548 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
1549 {
1550         /*
1551          * If still on the runqueue then deactivate_task()
1552          * was not called and update_curr() has to be done:
1553          */
1554         if (prev->on_rq)
1555                 update_curr(cfs_rq);
1556
1557         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
1558         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
1559
1560         check_spread(cfs_rq, prev);
1561         if (prev->on_rq) {
1562                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
1563                 /* Put 'current' back into the tree. */
1564                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
1565         }
1566         cfs_rq->curr = NULL;
1567 }
1568
1569 static void
1570 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
1571 {
1572         /*
1573          * Update run-time statistics of the 'current'.
1574          */
1575         update_curr(cfs_rq);
1576
1577         /*
1578          * Update share accounting for long-running entities.
1579          */
1580         update_entity_shares_tick(cfs_rq);
1581
1582 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1583         /*
1584          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
1585          * validating it and just reschedule.
1586          */
1587         if (queued) {
1588                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1589                 return;
1590         }
1591         /*
1592          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
1593          */
1594         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
1595                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
1596                 return;
1597 #endif
1598
1599         if (cfs_rq->nr_running > 1)
1600                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
1601 }
1602
1603
1604 /**************************************************
1605  * CFS bandwidth control machinery
1606  */
1607
1608 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
1609
1610 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
1611 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
1612
1613 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
1614 {
1615         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
1616 }
1617
1618 void account_cfs_bandwidth_used(int enabled, int was_enabled)
1619 {
1620         /* only need to count groups transitioning between enabled/!enabled */
1621         if (enabled && !was_enabled)
1622                 static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
1623         else if (!enabled && was_enabled)
1624                 static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
1625 }
1626 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
1627 static bool cfs_bandwidth_used(void)
1628 {
1629         return true;
1630 }
1631
1632 void account_cfs_bandwidth_used(int enabled, int was_enabled) {}
1633 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
1634
1635 /*
1636  * default period for cfs group bandwidth.
1637  * default: 0.1s, units: nanoseconds
1638  */
1639 static inline u64 default_cfs_period(void)
1640 {
1641         return 100000000ULL;
1642 }
1643
1644 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
1645 {
1646         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
1647 }
1648
1649 /*
1650  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
1651  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
1652  * additional synchronization around rq->lock.
1653  *
1654  * requires cfs_b->lock
1655  */
1656 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
1657 {
1658         u64 now;
1659
1660         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
1661                 return;
1662
1663         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
1664         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
1665         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
1666 }
1667
1668 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
1669 {
1670         return &tg->cfs_bandwidth;
1671 }
1672
1673 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
1674 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
1675 {
1676         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
1677         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
1678         u64 amount = 0, min_amount, expires;
1679
1680         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
1681         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
1682
1683         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1684         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
1685                 amount = min_amount;
1686         else {
1687                 /*
1688                  * If the bandwidth pool has become inactive, then at least one
1689                  * period must have elapsed since the last consumption.
1690                  * Refresh the global state and ensure bandwidth timer becomes
1691                  * active.
1692                  */
1693                 if (!cfs_b->timer_active) {
1694                         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
1695                         __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
1696                 }
1697
1698                 if (cfs_b->runtime > 0) {
1699                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
1700                         cfs_b->runtime -= amount;
1701                         cfs_b->idle = 0;
1702                 }
1703         }
1704         expires = cfs_b->runtime_expires;
1705         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1706
1707         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
1708         /*
1709          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
1710          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
1711          * issued.
1712          */
1713         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
1714                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
1715
1716         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
1717 }
1718
1719 /*
1720  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
1721  * fact that rq->clock snapshots this value.
1722  */
1723 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
1724 {
1725         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
1726         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
1727
1728         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
1729         if (likely((s64)(rq->clock - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
1730                 return;
1731
1732         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
1733                 return;
1734
1735         /*
1736          * If the local deadline has passed we have to consider the
1737          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
1738          * has not truly expired.
1739          *
1740          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
1741          * whether the global deadline has advanced.
1742          */
1743
1744         if ((s64)(cfs_rq->runtime_expires - cfs_b->runtime_expires) >= 0) {
1745                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
1746                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
1747         } else {
1748                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
1749                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
1750         }
1751 }
1752
1753 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq,
1754                                      unsigned long delta_exec)
1755 {
1756         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
1757         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
1758         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
1759
1760         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
1761                 return;
1762
1763         /*
1764          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
1765          * hierarchy can be throttled
1766          */
1767         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
1768                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1769 }
1770
1771 static __always_inline
1772 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long delta_exec)
1773 {
1774         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
1775                 return;
1776
1777         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
1778 }
1779
1780 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
1781 {
1782         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
1783 }
1784
1785 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
1786 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
1787 {
1788         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
1789 }
1790
1791 /*
1792  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
1793  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
1794  * load-balance operations.
1795  */
1796 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
1797                                     int src_cpu, int dest_cpu)
1798 {
1799         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
1800
1801         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
1802         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
1803
1804         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
1805                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
1806 }
1807
1808 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
1809 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
1810 {
1811         struct rq *rq = data;
1812         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
1813
1814         cfs_rq->throttle_count--;
1815 #ifdef CONFIG_SMP
1816         if (!cfs_rq->throttle_count) {
1817                 u64 delta = rq->clock_task - cfs_rq->load_stamp;
1818
1819                 /* leaving throttled state, advance shares averaging windows */
1820                 cfs_rq->load_stamp += delta;
1821                 cfs_rq->load_last += delta;
1822
1823                 /* update entity weight now that we are on_rq again */
1824                 update_cfs_shares(cfs_rq);
1825         }
1826 #endif
1827
1828         return 0;
1829 }
1830
1831 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
1832 {
1833         struct rq *rq = data;
1834         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
1835
1836         /* group is entering throttled state, record last load */
1837         if (!cfs_rq->throttle_count)
1838                 update_cfs_load(cfs_rq, 0);
1839         cfs_rq->throttle_count++;
1840
1841         return 0;
1842 }
1843
1844 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
1845 {
1846         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
1847         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
1848         struct sched_entity *se;
1849         long task_delta, dequeue = 1;
1850
1851         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
1852
1853         /* account load preceding throttle */
1854         rcu_read_lock();
1855         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
1856         rcu_read_unlock();
1857
1858         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
1859         for_each_sched_entity(se) {
1860                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
1861                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
1862                 if (!se->on_rq)
1863                         break;
1864
1865                 if (dequeue)
1866                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
1867                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
1868
1869                 if (qcfs_rq->load.weight)
1870                         dequeue = 0;
1871         }
1872
1873         if (!se)
1874                 rq->nr_running -= task_delta;
1875
1876         cfs_rq->throttled = 1;
1877         cfs_rq->throttled_timestamp = rq->clock;
1878         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1879         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
1880         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1881 }
1882
1883 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
1884 {
1885         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
1886         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
1887         struct sched_entity *se;
1888         int enqueue = 1;
1889         long task_delta;
1890
1891         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
1892
1893         cfs_rq->throttled = 0;
1894         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1895         cfs_b->throttled_time += rq->clock - cfs_rq->throttled_timestamp;
1896         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
1897         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1898         cfs_rq->throttled_timestamp = 0;
1899
1900         update_rq_clock(rq);
1901         /* update hierarchical throttle state */
1902         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
1903
1904         if (!cfs_rq->load.weight)
1905                 return;
1906
1907         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
1908         for_each_sched_entity(se) {
1909                 if (se->on_rq)
1910                         enqueue = 0;
1911
1912                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1913                 if (enqueue)
1914                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
1915                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
1916
1917                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
1918                         break;
1919         }
1920
1921         if (!se)
1922                 rq->nr_running += task_delta;
1923
1924         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
1925         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
1926                 resched_task(rq->curr);
1927 }
1928
1929 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
1930                 u64 remaining, u64 expires)
1931 {
1932         struct cfs_rq *cfs_rq;
1933         u64 runtime = remaining;
1934
1935         rcu_read_lock();
1936         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
1937                                 throttled_list) {
1938                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
1939
1940                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1941                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
1942                         goto next;
1943
1944                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
1945                 if (runtime > remaining)
1946                         runtime = remaining;
1947                 remaining -= runtime;
1948
1949                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
1950                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
1951
1952                 /* we check whether we're throttled above */
1953                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
1954                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
1955
1956 next:
1957                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1958
1959                 if (!remaining)
1960                         break;
1961         }
1962         rcu_read_unlock();
1963
1964         return remaining;
1965 }
1966
1967 /*
1968  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
1969  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
1970  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
1971  * used to track this state.
1972  */
1973 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
1974 {
1975         u64 runtime, runtime_expires;
1976         int idle = 1, throttled;
1977
1978         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1979         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
1980         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
1981                 goto out_unlock;
1982
1983         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
1984         /* idle depends on !throttled (for the case of a large deficit) */
1985         idle = cfs_b->idle && !throttled;
1986         cfs_b->nr_periods += overrun;
1987
1988         /* if we're going inactive then everything else can be deferred */
1989         if (idle)
1990                 goto out_unlock;
1991
1992         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
1993
1994         if (!throttled) {
1995                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
1996                 cfs_b->idle = 1;
1997                 goto out_unlock;
1998         }
1999
2000         /* account preceding periods in which throttling occurred */
2001         cfs_b->nr_throttled += overrun;
2002
2003         /*
2004          * There are throttled entities so we must first use the new bandwidth
2005          * to unthrottle them before making it generally available.  This
2006          * ensures that all existing debts will be paid before a new cfs_rq is
2007          * allowed to run.
2008          */
2009         runtime = cfs_b->runtime;
2010         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
2011         cfs_b->runtime = 0;
2012
2013         /*
2014          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth
2015          * while we unthrottle.  This can potentially race with an unthrottled
2016          * group trying to acquire new bandwidth from the global pool.
2017          */
2018         while (throttled && runtime > 0) {
2019                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2020                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
2021                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
2022                                                  runtime_expires);
2023                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2024
2025                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
2026         }
2027
2028         /* return (any) remaining runtime */
2029         cfs_b->runtime = runtime;
2030         /*
2031          * While we are ensured activity in the period following an
2032          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
2033          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
2034          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
2035          */
2036         cfs_b->idle = 0;
2037 out_unlock:
2038         if (idle)
2039                 cfs_b->timer_active = 0;
2040         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2041
2042         return idle;
2043 }
2044
2045 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
2046 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
2047 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
2048 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
2049 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
2050 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
2051
2052 /* are we near the end of the current quota period? */
2053 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
2054 {
2055         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
2056         u64 remaining;
2057
2058         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
2059         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
2060                 return 1;
2061
2062         /* is a quota refresh about to occur? */
2063         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
2064         if (remaining < min_expire)
2065                 return 1;
2066
2067         return 0;
2068 }
2069
2070 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2071 {
2072         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
2073
2074         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
2075         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
2076                 return;
2077
2078         start_bandwidth_timer(&cfs_b->slack_timer,
2079                                 ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period));
2080 }
2081
2082 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
2083 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2084 {
2085         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2086         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
2087
2088         if (slack_runtime <= 0)
2089                 return;
2090
2091         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2092         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
2093             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
2094                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
2095
2096                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
2097                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
2098                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
2099                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
2100         }
2101         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2102
2103         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
2104         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
2105 }
2106
2107 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2108 {
2109         if (!cfs_bandwidth_used())
2110                 return;
2111
2112         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
2113                 return;
2114
2115         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2116 }
2117
2118 /*
2119  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
2120  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
2121  */
2122 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2123 {
2124         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
2125         u64 expires;
2126
2127         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
2128         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration))
2129                 return;
2130
2131         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2132         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice) {
2133                 runtime = cfs_b->runtime;
2134                 cfs_b->runtime = 0;
2135         }
2136         expires = cfs_b->runtime_expires;
2137         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2138
2139         if (!runtime)
2140                 return;
2141
2142         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
2143
2144         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2145         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
2146                 cfs_b->runtime = runtime;
2147         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2148 }
2149
2150 /*
2151  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
2152  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
2153  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
2154  */
2155 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
2156 {
2157         if (!cfs_bandwidth_used())
2158                 return;
2159
2160         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
2161         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
2162                 return;
2163
2164         /* ensure the group is not already throttled */
2165         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2166                 return;
2167
2168         /* update runtime allocation */
2169         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
2170         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
2171                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
2172 }
2173
2174 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
2175 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2176 {
2177         if (!cfs_bandwidth_used())
2178                 return;
2179
2180         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
2181                 return;
2182
2183         /*
2184          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
2185          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
2186          */
2187         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2188                 return;
2189
2190         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
2191 }
2192
2193 static inline u64 default_cfs_period(void);
2194 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun);
2195 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
2196
2197 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
2198 {
2199         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
2200                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
2201         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
2202
2203         return HRTIMER_NORESTART;
2204 }
2205
2206 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
2207 {
2208         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
2209                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
2210         ktime_t now;
2211         int overrun;
2212         int idle = 0;
2213
2214         for (;;) {
2215                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
2216                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, cfs_b->period);
2217
2218                 if (!overrun)
2219                         break;
2220
2221                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
2222         }
2223
2224         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
2225 }
2226
2227 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2228 {
2229         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
2230         cfs_b->runtime = 0;
2231         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
2232         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
2233
2234         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
2235         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
2236         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
2237         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
2238         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
2239 }
2240
2241 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2242 {
2243         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
2244         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
2245 }
2246
2247 /* requires cfs_b->lock, may release to reprogram timer */
2248 void __start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2249 {
2250         /*
2251          * The timer may be active because we're trying to set a new bandwidth
2252          * period or because we're racing with the tear-down path
2253          * (timer_active==0 becomes visible before the hrtimer call-back
2254          * terminates).  In either case we ensure that it's re-programmed
2255          */
2256         while (unlikely(hrtimer_active(&cfs_b->period_timer))) {
2257                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2258                 /* ensure cfs_b->lock is available while we wait */
2259                 hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
2260
2261                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2262                 /* if someone else restarted the timer then we're done */
2263                 if (cfs_b->timer_active)
2264                         return;
2265         }
2266
2267         cfs_b->timer_active = 1;
2268         start_bandwidth_timer(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
2269 }
2270
2271 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2272 {
2273         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
2274         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
2275 }
2276
2277 static void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
2278 {
2279         struct cfs_rq *cfs_rq;
2280
2281         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
2282                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2283
2284                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
2285                         continue;
2286
2287                 /*
2288                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
2289                  * there's some valid quota amount
2290                  */
2291                 cfs_rq->runtime_remaining = cfs_b->quota;
2292                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2293                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
2294         }
2295 }
2296
2297 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
2298 static __always_inline
2299 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long delta_exec) {}
2300 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2301 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2302 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2303
2304 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
2305 {
2306         return 0;
2307 }
2308
2309 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
2310 {
2311         return 0;
2312 }
2313
2314 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
2315                                     int src_cpu, int dest_cpu)
2316 {
2317         return 0;
2318 }
2319
2320 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
2321
2322 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2323 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2324 #endif
2325
2326 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
2327 {
2328         return NULL;
2329 }
2330 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
2331 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
2332
2333 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
2334
2335 /**************************************************
2336  * CFS operations on tasks:
2337  */
2338
2339 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
2340 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2341 {
2342         struct sched_entity *se = &p->se;
2343         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2344
2345         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
2346
2347         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
2348                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
2349                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
2350                 s64 delta = slice - ran;
2351
2352                 if (delta < 0) {
2353                         if (rq->curr == p)
2354                                 resched_task(p);
2355                         return;
2356                 }
2357
2358                 /*
2359                  * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
2360                  * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
2361                  */
2362                 if (rq->curr != p)
2363                         delta = max_t(s64, 10000LL, delta);
2364
2365                 hrtick_start(rq, delta);
2366         }
2367 }
2368
2369 /*
2370  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
2371  * current task is from our class and nr_running is low enough
2372  * to matter.
2373  */
2374 static void hrtick_update(struct rq *rq)
2375 {
2376         struct task_struct *curr = rq->curr;
2377
2378         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
2379                 return;
2380
2381         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
2382                 hrtick_start_fair(rq, curr);
2383 }
2384 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
2385 static inline void
2386 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2387 {
2388 }
2389
2390 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
2391 {
2392 }
2393 #endif
2394
2395 /*
2396  * The enqueue_task method is called before nr_running is
2397  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
2398  * then put the task into the rbtree:
2399  */
2400 static void
2401 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2402 {
2403         struct cfs_rq *cfs_rq;
2404         struct sched_entity *se = &p->se;
2405
2406         for_each_sched_entity(se) {
2407                 if (se->on_rq)
2408                         break;
2409                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2410                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
2411
2412                 /*
2413                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
2414                  *
2415                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
2416                  * post the final h_nr_running increment below.
2417                 */
2418                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2419                         break;
2420                 cfs_rq->h_nr_running++;
2421
2422                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
2423         }
2424
2425         for_each_sched_entity(se) {
2426                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2427                 cfs_rq->h_nr_running++;
2428
2429                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2430                         break;
2431
2432                 update_cfs_load(cfs_rq, 0);
2433                 update_cfs_shares(cfs_rq);
2434         }
2435
2436         if (!se)
2437                 inc_nr_running(rq);
2438         hrtick_update(rq);
2439 }
2440
2441 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
2442
2443 /*
2444  * The dequeue_task method is called before nr_running is
2445  * decreased. We remove the task from the rbtree and
2446  * update the fair scheduling stats:
2447  */
2448 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2449 {
2450         struct cfs_rq *cfs_rq;
2451         struct sched_entity *se = &p->se;
2452         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
2453
2454         for_each_sched_entity(se) {
2455                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2456                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
2457
2458                 /*
2459                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
2460                  *
2461                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
2462                  * post the final h_nr_running decrement below.
2463                 */
2464                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2465                         break;
2466                 cfs_rq->h_nr_running--;
2467
2468                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
2469                 if (cfs_rq->load.weight) {
2470                         /*
2471                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
2472                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
2473                          */
2474                         if (task_sleep && parent_entity(se))
2475                                 set_next_buddy(parent_entity(se));
2476
2477                         /* avoid re-evaluating load for this entity */
2478                         se = parent_entity(se);
2479                         break;
2480                 }
2481                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
2482         }
2483
2484         for_each_sched_entity(se) {
2485                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2486                 cfs_rq->h_nr_running--;
2487
2488                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2489                         break;
2490
2491                 update_cfs_load(cfs_rq, 0);
2492                 update_cfs_shares(cfs_rq);
2493         }
2494
2495         if (!se)
2496                 dec_nr_running(rq);
2497         hrtick_update(rq);
2498 }
2499
2500 #ifdef CONFIG_SMP
2501 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
2502 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
2503 {
2504         return cpu_rq(cpu)->load.weight;
2505 }
2506
2507 /*
2508  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
2509  * according to the scheduling class and "nice" value.
2510  *
2511  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
2512  * balance conservatively.
2513  */
2514 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
2515 {
2516         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2517         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
2518
2519         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
2520                 return total;
2521
2522         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
2523 }
2524
2525 /*
2526  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
2527  * according to the scheduling class and "nice" value.
2528  */
2529 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
2530 {
2531         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2532         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
2533
2534         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
2535                 return total;
2536
2537         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
2538 }
2539
2540 static unsigned long power_of(int cpu)
2541 {
2542         return cpu_rq(cpu)->cpu_power;
2543 }
2544
2545 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
2546 {
2547         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2548         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
2549
2550         if (nr_running)
2551                 return rq->load.weight / nr_running;
2552
2553         return 0;
2554 }
2555
2556
2557 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
2558 {
2559         struct sched_entity *se = &p->se;
2560         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2561         u64 min_vruntime;
2562
2563 #ifndef CONFIG_64BIT
2564         u64 min_vruntime_copy;
2565
2566         do {
2567                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
2568                 smp_rmb();
2569                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
2570         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
2571 #else
2572         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
2573 #endif
2574
2575         se->vruntime -= min_vruntime;
2576 }
2577
2578 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2579 /*
2580  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
2581  *
2582  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
2583  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
2584  * can calculate the shift in shares.
2585  *
2586  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
2587  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
2588  * total group weight.
2589  *
2590  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
2591  * distribution (s_i) using:
2592  *
2593  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
2594  *
2595  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
2596  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
2597  * shares distribution (s_i):
2598  *
2599  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
2600  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
2601  *
2602  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
2603  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
2604  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
2605  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
2606  *
2607  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
2608  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
2609  *
2610  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
2611  *
2612  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
2613  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
2614  * weight and shares distributions like:
2615  *
2616  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
2617  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
2618  *
2619  * We can then compute the difference in effective weight by using:
2620  *
2621  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
2622  *
2623  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
2624  *
2625  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
2626  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
2627  * 4/7) times the weight of the group.
2628  */
2629 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
2630 {
2631         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
2632
2633         if (!tg->parent)        /* the trivial, non-cgroup case */
2634                 return wl;
2635
2636         for_each_sched_entity(se) {
2637                 long w, W;
2638
2639                 tg = se->my_q->tg;
2640
2641                 /*
2642                  * W = @wg + \Sum rw_j
2643                  */
2644                 W = wg + calc_tg_weight(tg, se->my_q);
2645
2646                 /*
2647                  * w = rw_i + @wl
2648                  */
2649                 w = se->my_q->load.weight + wl;
2650
2651                 /*
2652                  * wl = S * s'_i; see (2)
2653                  */
2654                 if (W > 0 && w < W)
2655                         wl = (w * tg->shares) / W;
2656                 else
2657                         wl = tg->shares;
2658
2659                 /*
2660                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
2661                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
2662                  * calc_cfs_shares().
2663                  */
2664                 if (wl < MIN_SHARES)
2665                         wl = MIN_SHARES;
2666
2667                 /*
2668                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
2669                  */
2670                 wl -= se->load.weight;
2671
2672                 /*
2673                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
2674                  * the final effective load change on the root group. Since
2675                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
2676                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
2677                  * resulting from this level per the above.
2678                  */
2679                 wg = 0;
2680         }
2681
2682         return wl;
2683 }
2684 #else
2685
2686 static inline unsigned long effective_load(struct task_group *tg, int cpu,
2687                 unsigned long wl, unsigned long wg)
2688 {
2689         return wl;
2690 }
2691
2692 #endif
2693
2694 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
2695 {
2696         s64 this_load, load;
2697         int idx, this_cpu, prev_cpu;
2698         unsigned long tl_per_task;
2699         struct task_group *tg;
2700         unsigned long weight;
2701         int balanced;
2702
2703         idx       = sd->wake_idx;
2704         this_cpu  = smp_processor_id();
2705         prev_cpu  = task_cpu(p);
2706         load      = source_load(prev_cpu, idx);
2707         this_load = target_load(this_cpu, idx);
2708
2709         /*
2710          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
2711          * effect of the currently running task from the load
2712          * of the current CPU:
2713          */
2714         if (sync) {
2715                 tg = task_group(current);
2716                 weight = current->se.load.weight;
2717
2718                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
2719                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
2720         }
2721
2722         tg = task_group(p);
2723         weight = p->se.load.weight;
2724
2725         /*
2726          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
2727          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
2728          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
2729          * about that, so that's good too.
2730          *
2731          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
2732          * task to be woken on this_cpu.
2733          */
2734         if (this_load > 0) {
2735                 s64 this_eff_load, prev_eff_load;
2736
2737                 this_eff_load = 100;
2738                 this_eff_load *= power_of(prev_cpu);
2739                 this_eff_load *= this_load +
2740                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
2741
2742                 prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
2743                 prev_eff_load *= power_of(this_cpu);
2744                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
2745
2746                 balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
2747         } else
2748                 balanced = true;
2749
2750         /*
2751          * If the currently running task will sleep within
2752          * a reasonable amount of time then attract this newly
2753          * woken task:
2754          */
2755         if (sync && balanced)
2756                 return 1;
2757
2758         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
2759         tl_per_task = cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
2760
2761         if (balanced ||
2762             (this_load <= load &&
2763              this_load + target_load(prev_cpu, idx) <= tl_per_task)) {
2764                 /*
2765                  * This domain has SD_WAKE_AFFINE and
2766                  * p is cache cold in this domain, and
2767                  * there is no bad imbalance.
2768                  */
2769                 schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
2770                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
2771
2772                 return 1;
2773         }
2774         return 0;
2775 }
2776
2777 /*
2778  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
2779  * domain.
2780  */
2781 static struct sched_group *
2782 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
2783                   int this_cpu, int load_idx)
2784 {
2785         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
2786         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
2787         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
2788
2789         do {
2790                 unsigned long load, avg_load;
2791                 int local_group;
2792                 int i;
2793
2794                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
2795                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
2796                                         tsk_cpus_allowed(p)))
2797                         continue;
2798
2799                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
2800                                                sched_group_cpus(group));
2801
2802                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
2803                 avg_load = 0;
2804
2805                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
2806                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
2807                         if (local_group)
2808                                 load = source_load(i, load_idx);
2809                         else
2810                                 load = target_load(i, load_idx);
2811
2812                         avg_load += load;
2813                 }
2814
2815                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
2816                 avg_load = (avg_load * SCHED_POWER_SCALE) / group->sgp->power;
2817
2818                 if (local_group) {
2819                         this_load = avg_load;
2820                 } else if (avg_load < min_load) {
2821                         min_load = avg_load;
2822                         idlest = group;
2823                 }
2824         } while (group = group->next, group != sd->groups);
2825
2826         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
2827                 return NULL;
2828         return idlest;
2829 }
2830
2831 /*
2832  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
2833  */
2834 static int
2835 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
2836 {
2837         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
2838         int idlest = -1;
2839         int i;
2840
2841         /* Traverse only the allowed CPUs */
2842         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
2843                 load = weighted_cpuload(i);
2844
2845                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
2846                         min_load = load;
2847                         idlest = i;
2848                 }
2849         }
2850
2851         return idlest;
2852 }
2853
2854 /*
2855  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
2856  */
2857 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
2858 {
2859         int cpu = smp_processor_id();
2860         int prev_cpu = task_cpu(p);
2861         struct sched_domain *sd;
2862         struct sched_group *sg;
2863         int i;
2864
2865         /*
2866          * If the task is going to be woken-up on this cpu and if it is
2867          * already idle, then it is the right target.
2868          */
2869         if (target == cpu && idle_cpu(cpu))
2870                 return cpu;
2871
2872         /*
2873          * If the task is going to be woken-up on the cpu where it previously
2874          * ran and if it is currently idle, then it the right target.
2875          */
2876         if (target == prev_cpu && idle_cpu(prev_cpu))
2877                 return prev_cpu;
2878
2879         /*
2880          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
2881          */
2882         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
2883         for_each_lower_domain(sd) {
2884                 sg = sd->groups;
2885                 do {
2886                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
2887                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
2888                                 goto next;
2889
2890                         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
2891                                 if (!idle_cpu(i))
2892                                         goto next;
2893                         }
2894
2895                         target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
2896                                         tsk_cpus_allowed(p));
2897                         goto done;
2898 next:
2899                         sg = sg->next;
2900                 } while (sg != sd->groups);
2901         }
2902 done:
2903         return target;
2904 }
2905
2906 #ifdef CONFIG_SCHED_NUMA
2907 static inline bool pick_numa_rand(int n)
2908 {
2909         return !(get_random_int() % n);
2910 }
2911
2912 /*
2913  * Pick a random elegible CPU in the target node, hopefully faster
2914  * than doing a least-loaded scan.
2915  */
2916 static int numa_select_node_cpu(struct task_struct *p, int node)
2917 {
2918         int weight = cpumask_weight(cpumask_of_node(node));
2919         int i, cpu = -1;
2920
2921         for_each_cpu_and(i, cpumask_of_node(node), tsk_cpus_allowed(p)) {
2922                 if (cpu < 0 || pick_numa_rand(weight))
2923                         cpu = i;
2924         }
2925
2926         return cpu;
2927 }
2928 #else
2929 static int numa_select_node_cpu(struct task_struct *p, int node)
2930 {
2931         return -1;
2932 }
2933 #endif /* CONFIG_SCHED_NUMA */
2934
2935 /*
2936  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
2937  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
2938  * SD_BALANCE_EXEC.
2939  *
2940  * Balance, ie. select the least loaded group.
2941  *
2942  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
2943  *
2944  * preempt must be disabled.
2945  */
2946 static int
2947 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int sd_flag, int wake_flags)
2948 {
2949         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
2950         int cpu = smp_processor_id();
2951         int prev_cpu = task_cpu(p);
2952         int new_cpu = cpu;
2953         int want_affine = 0;
2954         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
2955         int node = tsk_home_node(p);
2956
2957         if (p->nr_cpus_allowed == 1)
2958                 return prev_cpu;
2959
2960         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
2961                 if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
2962                         want_affine = 1;
2963                 new_cpu = prev_cpu;
2964         }
2965
2966         rcu_read_lock();
2967         if (sched_feat_numa(NUMA_TTWU_BIAS) && node != -1) {
2968                 /*
2969                  * For fork,exec find the idlest cpu in the home-node.
2970                  */
2971                 if (sd_flag & (SD_BALANCE_FORK|SD_BALANCE_EXEC)) {
2972                         int node_cpu = numa_select_node_cpu(p, node);
2973                         if (node_cpu < 0)
2974                                 goto find_sd;
2975
2976                         new_cpu = cpu = node_cpu;
2977                         sd = per_cpu(sd_node, cpu);
2978                         goto pick_idlest;
2979                 }
2980
2981                 /*
2982                  * For wake, pretend we were running in the home-node.
2983                  */
2984                 if (cpu_to_node(prev_cpu) != node) {
2985                         int node_cpu = numa_select_node_cpu(p, node);
2986                         if (node_cpu < 0)
2987                                 goto find_sd;
2988
2989                         if (sched_feat_numa(NUMA_TTWU_TO))
2990                                 cpu = node_cpu;
2991                         else
2992                                 prev_cpu = node_cpu;
2993                 }
2994         }
2995
2996 find_sd:
2997         for_each_domain(cpu, tmp) {
2998                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
2999                         continue;
3000
3001                 /*
3002                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
3003                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
3004                  */
3005                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
3006                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
3007                         affine_sd = tmp;
3008                         break;
3009                 }
3010
3011                 if (tmp->flags & sd_flag)
3012                         sd = tmp;
3013         }
3014
3015         if (affine_sd) {
3016                 if (cpu != prev_cpu && wake_affine(affine_sd, p, sync))
3017                         prev_cpu = cpu;
3018
3019                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu);
3020                 goto unlock;
3021         }
3022
3023 pick_idlest:
3024         while (sd) {
3025                 int load_idx = sd->forkexec_idx;
3026                 struct sched_group *group;
3027                 int weight;
3028
3029                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
3030                         sd = sd->child;
3031                         continue;
3032                 }
3033
3034                 if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
3035                         load_idx = sd->wake_idx;
3036
3037                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, load_idx);
3038                 if (!group) {
3039                         sd = sd->child;
3040                         continue;
3041                 }
3042
3043                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
3044                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
3045                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
3046                         sd = sd->child;
3047                         continue;
3048                 }
3049
3050                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
3051                 cpu = new_cpu;
3052                 weight = sd->span_weight;
3053                 sd = NULL;
3054                 for_each_domain(cpu, tmp) {
3055                         if (weight <= tmp->span_weight)
3056                                 break;
3057                         if (tmp->flags & sd_flag)
3058                                 sd = tmp;
3059                 }
3060                 /* while loop will break here if sd == NULL */
3061         }
3062 unlock:
3063         rcu_read_unlock();
3064
3065         return new_cpu;
3066 }
3067 #endif /* CONFIG_SMP */
3068
3069 static unsigned long
3070 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
3071 {
3072         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
3073
3074         /*
3075          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
3076          * to virtual-time in his units.
3077          *
3078          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
3079          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
3080          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
3081          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
3082          * be smaller, again penalizing the lighter task.
3083          *
3084          * This is especially important for buddies when the leftmost
3085          * task is higher priority than the buddy.
3086          */
3087         return calc_delta_fair(gran, se);
3088 }
3089
3090 /*
3091  * Should 'se' preempt 'curr'.
3092  *
3093  *             |s1
3094  *        |s2
3095  *   |s3
3096  *         g
3097  *      |<--->|c
3098  *
3099  *  w(c, s1) = -1
3100  *  w(c, s2) =  0
3101  *  w(c, s3) =  1
3102  *
3103  */
3104 static int
3105 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
3106 {
3107         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
3108
3109         if (vdiff <= 0)
3110                 return -1;
3111
3112         gran = wakeup_gran(curr, se);
3113         if (vdiff > gran)
3114                 return 1;
3115
3116         return 0;
3117 }
3118
3119 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
3120 {
3121         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
3122                 return;
3123
3124         for_each_sched_entity(se)
3125                 cfs_rq_of(se)->last = se;
3126 }
3127
3128 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
3129 {
3130         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
3131                 return;
3132
3133         for_each_sched_entity(se)
3134                 cfs_rq_of(se)->next = se;
3135 }
3136
3137 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
3138 {
3139         for_each_sched_entity(se)
3140                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
3141 }
3142
3143 /*
3144  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
3145  */
3146 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
3147 {
3148         struct task_struct *curr = rq->curr;
3149         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
3150         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
3151         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
3152         int next_buddy_marked = 0;
3153
3154         if (unlikely(se == pse))
3155                 return;
3156
3157         /*
3158          * This is possible from callers such as move_task(), in which we
3159          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
3160          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
3161          * next-buddy nomination below.
3162          */
3163         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
3164                 return;
3165
3166         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
3167                 set_next_buddy(pse);
3168                 next_buddy_marked = 1;
3169         }
3170
3171         /*
3172          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
3173          * wake up path.
3174          *
3175          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
3176          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
3177          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
3178          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
3179          * below.
3180          */
3181         if (test_tsk_need_resched(curr))
3182                 return;
3183
3184         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
3185         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
3186             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
3187                 goto preempt;
3188
3189         /*
3190          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
3191          * is driven by the tick):
3192          */
3193         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL))
3194                 return;
3195
3196         find_matching_se(&se, &pse);
3197         update_curr(cfs_rq_of(se));
3198         BUG_ON(!pse);
3199         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
3200                 /*
3201                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
3202                  * triggering this preemption.
3203                  */
3204                 if (!next_buddy_marked)
3205                         set_next_buddy(pse);
3206                 goto preempt;
3207         }
3208
3209         return;
3210
3211 preempt:
3212         resched_task(curr);
3213         /*
3214          * Only set the backward buddy when the current task is still
3215          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
3216          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
3217          * point, either of which can * drop the rq lock.
3218          *
3219          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
3220          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
3221          */
3222         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
3223                 return;
3224
3225         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
3226                 set_last_buddy(se);
3227 }
3228
3229 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
3230 {
3231         struct task_struct *p;
3232         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
3233         struct sched_entity *se;
3234
3235         if (!cfs_rq->nr_running)
3236                 return NULL;
3237
3238         do {
3239                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
3240                 set_next_entity(cfs_rq, se);
3241                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
3242         } while (cfs_rq);
3243
3244         p = task_of(se);
3245         if (hrtick_enabled(rq))
3246                 hrtick_start_fair(rq, p);
3247
3248         return p;
3249 }
3250
3251 /*
3252  * Account for a descheduled task:
3253  */
3254 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
3255 {
3256         struct sched_entity *se = &prev->se;
3257         struct cfs_rq *cfs_rq;
3258
3259         for_each_sched_entity(se) {
3260                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3261                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
3262         }
3263 }
3264
3265 /*
3266  * sched_yield() is very simple
3267  *
3268  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
3269  */
3270 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
3271 {
3272         struct task_struct *curr = rq->curr;
3273         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
3274         struct sched_entity *se = &curr->se;
3275
3276         /*
3277          * Are we the only task in the tree?
3278          */
3279         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
3280                 return;
3281
3282         clear_buddies(cfs_rq, se);
3283
3284         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
3285                 update_rq_clock(rq);
3286                 /*
3287                  * Update run-time statistics of the 'current'.
3288                  */
3289                 update_curr(cfs_rq);
3290                 /*
3291                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
3292                  * so we don't do microscopic update in schedule()
3293                  * and double the fastpath cost.
3294                  */
3295                  rq->skip_clock_update = 1;
3296         }
3297
3298         set_skip_buddy(se);
3299 }
3300
3301 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
3302 {
3303         struct sched_entity *se = &p->se;
3304
3305         /* throttled hierarchies are not runnable */
3306         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
3307                 return false;
3308
3309         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
3310         set_next_buddy(se);
3311
3312         yield_task_fair(rq);
3313
3314         return true;
3315 }
3316
3317 #ifdef CONFIG_SMP
3318 /**************************************************
3319  * Fair scheduling class load-balancing methods:
3320  */
3321
3322 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
3323
3324 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
3325 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
3326 #define LBF_SOME_PINNED 0x04
3327
3328 struct lb_env {
3329         struct sched_domain     *sd;
3330
3331         struct rq               *src_rq;
3332         int                     src_cpu;
3333
3334         int                     dst_cpu;
3335         struct rq               *dst_rq;
3336
3337         struct cpumask          *dst_grpmask;
3338         int                     new_dst_cpu;
3339         enum cpu_idle_type      idle;
3340         long                    imbalance;
3341         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
3342         struct cpumask          *cpus;
3343
3344         unsigned int            flags;
3345
3346         struct list_head        *tasks;
3347
3348         unsigned int            loop;
3349         unsigned int            loop_break;
3350         unsigned int            loop_max;
3351
3352         struct rq *             (*find_busiest_queue)(struct lb_env *,
3353                                                       struct sched_group *);
3354 };
3355
3356 /*
3357  * move_task - move a task from one runqueue to another runqueue.
3358  * Both runqueues must be locked.
3359  */
3360 static void move_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
3361 {
3362         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
3363         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
3364         activate_task(env->dst_rq, p, 0);
3365         check_preempt_curr(env->dst_rq, p, 0);
3366 }
3367
3368 static int task_numa_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
3369 {
3370         int from_dist, to_dist;
3371         int node = tsk_home_node(p);
3372
3373         if (!sched_feat_numa(NUMA_HOT) || node == -1)
3374                 return 0; /* no node preference */
3375
3376         from_dist = node_distance(cpu_to_node(env->src_cpu), node);
3377         to_dist = node_distance(cpu_to_node(env->dst_cpu), node);
3378
3379         if (to_dist < from_dist)
3380                 return 0; /* getting closer is ok */
3381
3382         return 1; /* stick to where we are */
3383 }
3384
3385 /*
3386  * Is this task likely cache-hot:
3387  */
3388 static int
3389 task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
3390 {
3391         s64 delta;
3392
3393         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
3394                 return 0;
3395
3396         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
3397                 return 0;
3398
3399         /*
3400          * Buddy candidates are cache hot:
3401          */
3402         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && this_rq()->nr_running &&
3403                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
3404                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
3405                 return 1;
3406
3407         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
3408                 return 1;
3409         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
3410                 return 0;
3411
3412         delta = env->src_rq->clock_task - p->se.exec_start;
3413
3414         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
3415 }
3416
3417 /*
3418  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
3419  */
3420 static
3421 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
3422 {
3423         int tsk_cache_hot = 0;
3424         /*
3425          * We do not migrate tasks that are:
3426          * 1) running (obviously), or
3427          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
3428          * 3) are cache-hot on their current CPU.
3429          */
3430         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
3431                 int new_dst_cpu;
3432
3433                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
3434
3435                 /*
3436                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
3437                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
3438                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
3439                  *
3440                  * Also avoid computing new_dst_cpu if we have already computed
3441                  * one in current iteration.
3442                  */
3443                 if (!env->dst_grpmask || (env->flags & LBF_SOME_PINNED))
3444                         return 0;
3445
3446                 new_dst_cpu = cpumask_first_and(env->dst_grpmask,
3447                                                 tsk_cpus_allowed(p));
3448                 if (new_dst_cpu < nr_cpu_ids) {
3449                         env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
3450                         env->new_dst_cpu = new_dst_cpu;
3451                 }
3452                 return 0;
3453         }
3454
3455         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
3456         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
3457
3458         if (task_running(env->src_rq, p)) {
3459                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
3460                 return 0;
3461         }
3462
3463         /*
3464          * Aggressive migration if:
3465          * 1) task is cache cold, or
3466          * 2) too many balance attempts have failed.
3467          */
3468
3469         tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
3470         if (env->idle == CPU_NOT_IDLE)
3471                 tsk_cache_hot |= task_numa_hot(p, env);
3472         if (!tsk_cache_hot ||
3473                 env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
3474 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3475                 if (tsk_cache_hot) {
3476                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
3477                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
3478                 }
3479 #endif
3480                 return 1;
3481         }
3482
3483         if (tsk_cache_hot) {
3484                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
3485                 return 0;
3486         }
3487         return 1;
3488 }
3489
3490 /*
3491  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
3492  * part of active balancing operations within "domain".
3493  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3494  *
3495  * Called with both runqueues locked.
3496  */
3497 static int __move_one_task(struct lb_env *env)
3498 {
3499         struct task_struct *p, *n;
3500
3501         list_for_each_entry_safe(p, n, env->tasks, se.group_node) {
3502                 if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_rq->cpu, env->dst_cpu))
3503                         continue;
3504
3505                 if (!can_migrate_task(p, env))
3506                         continue;
3507
3508                 move_task(p, env);
3509                 /*
3510                  * Right now, this is only the second place move_task()
3511                  * is called, so we can safely collect move_task()
3512                  * stats here rather than inside move_task().
3513                  */
3514                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
3515                 return 1;
3516         }
3517         return 0;
3518 }
3519
3520 static int move_one_task(struct lb_env *env)
3521 {
3522         if (sched_feat_numa(NUMA_PULL)) {
3523                 env->tasks = offnode_tasks(env->src_rq);
3524                 if (__move_one_task(env))
3525                         return 1;
3526         }
3527
3528         env->tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
3529         if (__move_one_task(env))
3530                 return 1;
3531
3532         return 0;
3533 }
3534
3535 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
3536
3537 /*
3538  * move_tasks tries to move up to imbalance weighted load from busiest to
3539  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
3540  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3541  *
3542  * Called with both runqueues locked.
3543  */
3544 static int move_tasks(struct lb_env *env)
3545 {
3546         struct task_struct *p;
3547         unsigned long load;
3548         int pulled = 0;
3549
3550         if (env->imbalance <= 0)
3551                 return 0;
3552
3553 again:
3554         while (!list_empty(env->tasks)) {
3555                 p = list_first_entry(env->tasks, struct task_struct, se.group_node);
3556
3557                 env->loop++;
3558                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
3559                 if (env->loop > env->loop_max)
3560                         break;
3561
3562                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
3563                 if (env->loop > env->loop_break) {
3564                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
3565                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
3566                         goto out;
3567                 }
3568
3569                 if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
3570                         goto next;
3571
3572                 load = task_h_load(p);
3573
3574                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
3575                         goto next;
3576
3577                 if ((load / 2) > env->imbalance)
3578                         goto next;
3579
3580                 if (!can_migrate_task(p, env))
3581                         goto next;
3582
3583                 move_task(p, env);
3584                 pulled++;
3585                 env->imbalance -= load;
3586
3587 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3588                 /*
3589                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
3590                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
3591                  * the critical section.
3592                  */
3593                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
3594                         goto out;
3595 #endif
3596
3597                 /*
3598                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
3599                  * weighted load.
3600                  */
3601                 if (env->imbalance <= 0)
3602                         goto out;
3603
3604                 continue;
3605 next:
3606                 list_move_tail(&p->se.group_node, env->tasks);
3607         }
3608
3609         if (env->tasks == offnode_tasks(env->src_rq)) {
3610                 env->tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
3611                 env->loop = 0;
3612                 goto again;
3613         }
3614
3615 out:
3616         /*
3617          * Right now, this is one of only two places move_task() is called,
3618          * so we can safely collect move_task() stats here rather than
3619          * inside move_task().
3620          */
3621         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], pulled);
3622
3623         return pulled;
3624 }
3625
3626 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3627 /*
3628  * update tg->load_weight by folding this cpu's load_avg
3629  */
3630 static int update_shares_cpu(struct task_group *tg, int cpu)
3631 {
3632         struct cfs_rq *cfs_rq;
3633         unsigned long flags;
3634         struct rq *rq;
3635
3636         if (!tg->se[cpu])
3637                 return 0;
3638
3639         rq = cpu_rq(cpu);
3640         cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
3641
3642         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
3643
3644         update_rq_clock(rq);
3645         update_cfs_load(cfs_rq, 1);
3646
3647         /*
3648          * We need to update shares after updating tg->load_weight in
3649          * order to adjust the weight of groups with long running tasks.
3650          */
3651         update_cfs_shares(cfs_rq);
3652
3653         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
3654
3655         return 0;
3656 }
3657
3658 static void update_shares(int cpu)
3659 {
3660         struct cfs_rq *cfs_rq;
3661         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3662
3663         rcu_read_lock();
3664         /*
3665          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
3666          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
3667          */
3668         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
3669                 /* throttled entities do not contribute to load */
3670                 if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
3671                         continue;
3672
3673                 update_shares_cpu(cfs_rq->tg, cpu);
3674         }
3675         rcu_read_unlock();
3676 }
3677
3678 /*
3679  * Compute the cpu's hierarchical load factor for each task group.
3680  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
3681  * group is a fraction of its parents load.
3682  */
3683 static int tg_load_down(struct task_group *tg, void *data)
3684 {
3685         unsigned long load;
3686         long cpu = (long)data;
3687
3688         if (!tg->parent) {
3689                 load = cpu_rq(cpu)->load.weight;
3690         } else {
3691                 load = tg->parent->cfs_rq[cpu]->h_load;
3692                 load *= tg->se[cpu]->load.weight;
3693                 load /= tg->parent->cfs_rq[cpu]->load.weight + 1;
3694         }
3695
3696         tg->cfs_rq[cpu]->h_load = load;
3697
3698         return 0;
3699 }
3700
3701 static void update_h_load(long cpu)
3702 {
3703         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3704         unsigned long now = jiffies;
3705
3706         if (rq->h_load_throttle == now)
3707                 return;
3708
3709         rq->h_load_throttle = now;
3710
3711         rcu_read_lock();
3712         walk_tg_tree(tg_load_down, tg_nop, (void *)cpu);
3713         rcu_read_unlock();
3714 }
3715
3716 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
3717 {
3718         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
3719         unsigned long load;
3720
3721         load = p->se.load.weight;
3722         load = div_u64(load * cfs_rq->h_load, cfs_rq->load.weight + 1);
3723
3724         return load;
3725 }
3726 #else
3727 static inline void update_shares(int cpu)
3728 {
3729 }
3730
3731 static inline void update_h_load(long cpu)
3732 {
3733 }
3734
3735 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
3736 {
3737         return p->se.load.weight;
3738 }
3739 #endif
3740
3741 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
3742 /*
3743  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
3744  *              during load balancing.
3745  */
3746 struct sd_lb_stats {
3747         struct sched_group *busiest; /* Busiest group in this sd */
3748         struct sched_group *this;  /* Local group in this sd */
3749         unsigned long total_load;  /* Total load of all groups in sd */
3750         unsigned long total_pwr;   /*   Total power of all groups in sd */
3751         unsigned long avg_load;    /* Average load across all groups in sd */
3752
3753         /** Statistics of this group */
3754         unsigned long this_load;
3755         unsigned long this_load_per_task;
3756         unsigned long this_nr_running;
3757         unsigned long this_has_capacity;
3758         unsigned int  this_idle_cpus;
3759
3760         /* Statistics of the busiest group */
3761         unsigned int  busiest_idle_cpus;
3762         unsigned long max_load;
3763         unsigned long busiest_load_per_task;
3764         unsigned long busiest_nr_running;
3765         unsigned long busiest_group_capacity;
3766         unsigned long busiest_has_capacity;
3767         unsigned int  busiest_group_weight;
3768
3769         int group_imb; /* Is there imbalance in this sd */
3770 #ifdef CONFIG_SCHED_NUMA
3771         struct sched_group *numa_group; /* group which has offnode_tasks */
3772         unsigned long numa_group_weight;
3773         unsigned long numa_group_running;
3774
3775         unsigned long this_offnode_running;
3776         unsigned long this_onnode_running;
3777 #endif
3778 };
3779
3780 /*
3781  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
3782  */
3783 struct sg_lb_stats {
3784         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
3785         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
3786         unsigned long sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
3787         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
3788         unsigned long group_capacity;
3789         unsigned long idle_cpus;
3790         unsigned long group_weight;
3791         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
3792         int group_has_capacity; /* Is there extra capacity in the group? */
3793 #ifdef CONFIG_SCHED_NUMA
3794         unsigned long numa_offnode_weight;
3795         unsigned long numa_offnode_running;
3796         unsigned long numa_onnode_running;
3797 #endif
3798 };
3799
3800 /**
3801  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
3802  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
3803  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
3804  */
3805 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
3806                                         enum cpu_idle_type idle)
3807 {
3808         int load_idx;
3809
3810         switch (idle) {
3811         case CPU_NOT_IDLE:
3812                 load_idx = sd->busy_idx;
3813                 break;
3814
3815         case CPU_NEWLY_IDLE:
3816                 load_idx = sd->newidle_idx;
3817                 break;
3818         default:
3819                 load_idx = sd->idle_idx;
3820                 break;
3821         }
3822
3823         return load_idx;
3824 }
3825
3826 #ifdef CONFIG_SCHED_NUMA
3827 static inline void update_sg_numa_stats(struct sg_lb_stats *sgs, struct rq *rq)
3828 {
3829         sgs->numa_offnode_weight += rq->offnode_weight;
3830         sgs->numa_offnode_running += rq->offnode_running;
3831         sgs->numa_onnode_running += rq->onnode_running;
3832 }
3833
3834 /*
3835  * Since the offnode lists are indiscriminate (they contain tasks for all other
3836  * nodes) it is impossible to say if there's any task on there that wants to
3837  * move towards the pulling cpu. Therefore select a random offnode list to pull
3838  * from such that eventually we'll try them all.
3839  *
3840  * Select a random group that has offnode tasks as sds->numa_group
3841  */
3842 static inline void update_sd_numa_stats(struct sched_domain *sd,
3843                 struct sched_group *group, struct sd_lb_stats *sds,
3844                 int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3845 {
3846         if (!(sd->flags & SD_NUMA))
3847                 return;
3848
3849         if (local_group) {
3850                 sds->this_offnode_running = sgs->numa_offnode_running;
3851                 sds->this_onnode_running  = sgs->numa_onnode_running;
3852                 return;
3853         }
3854
3855         if (!sgs->numa_offnode_running)
3856                 return;
3857
3858         if (!sds->numa_group || pick_numa_rand(sd->span_weight / group->group_weight)) {
3859                 sds->numa_group = group;
3860                 sds->numa_group_weight = sgs->numa_offnode_weight;
3861                 sds->numa_group_running = sgs->numa_offnode_running;
3862         }
3863 }
3864
3865 /*
3866  * Pick a random queue from the group that has offnode tasks.
3867  */
3868 static struct rq *find_busiest_numa_queue(struct lb_env *env,
3869                                           struct sched_group *group)
3870 {
3871         struct rq *busiest = NULL, *rq;
3872         int cpu;
3873
3874         for_each_cpu_and(cpu, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
3875                 rq = cpu_rq(cpu);
3876                 if (!rq->offnode_running)
3877                         continue;
3878                 if (!busiest || pick_numa_rand(group->group_weight))
3879                         busiest = rq;
3880         }
3881
3882         return busiest;
3883 }
3884
3885 /*
3886  * Called in case of no other imbalance, if there is a queue running offnode
3887  * tasksk we'll say we're imbalanced anyway to nudge these tasks towards their
3888  * proper node.
3889  */
3890 static inline int check_numa_busiest_group(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
3891 {
3892         if (!sched_feat(NUMA_PULL_BIAS))
3893                 return 0;
3894
3895         if (!sds->numa_group)
3896                 return 0;
3897
3898         /*
3899          * Only pull an offnode task home if we've got offnode or !numa tasks to trade for it.
3900          */
3901         if (!sds->this_offnode_running &&
3902             !(sds->this_nr_running - sds->this_onnode_running - sds->this_offnode_running))
3903                 return 0;
3904
3905         env->imbalance = sds->numa_group_weight / sds->numa_group_running;
3906         sds->busiest = sds->numa_group;
3907         env->find_busiest_queue = find_busiest_numa_queue;
3908         return 1;
3909 }
3910
3911 static inline bool need_active_numa_balance(struct lb_env *env)
3912 {
3913         return env->find_busiest_queue == find_busiest_numa_queue &&
3914                         env->src_rq->offnode_running == 1 &&
3915                         env->src_rq->nr_running == 1;
3916 }
3917
3918 #else /* CONFIG_SCHED_NUMA */
3919
3920 static inline void update_sg_numa_stats(struct sg_lb_stats *sgs, struct rq *rq)
3921 {
3922 }
3923
3924 static inline void update_sd_numa_stats(struct sched_domain *sd,
3925                 struct sched_group *group, struct sd_lb_stats *sds,
3926                 int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3927 {
3928 }
3929
3930 static inline int check_numa_busiest_group(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
3931 {
3932         return 0;
3933 }
3934
3935 static inline bool need_active_numa_balance(struct lb_env *env)
3936 {
3937         return false;
3938 }
3939 #endif /* CONFIG_SCHED_NUMA */
3940
3941 unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3942 {
3943         return SCHED_POWER_SCALE;
3944 }
3945
3946 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3947 {
3948         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
3949 }
3950
3951 unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3952 {
3953         unsigned long weight = sd->span_weight;
3954         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
3955
3956         smt_gain /= weight;
3957
3958         return smt_gain;
3959 }
3960
3961 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3962 {
3963         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
3964 }
3965
3966 unsigned long scale_rt_power(int cpu)
3967 {
3968         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3969         u64 total, available, age_stamp, avg;
3970
3971         /*
3972          * Since we're reading these variables without serialization make sure
3973          * we read them once before doing sanity checks on them.
3974          */
3975         age_stamp = ACCESS_ONCE(rq->age_stamp);
3976         avg = ACCESS_ONCE(rq->rt_avg);
3977
3978         total = sched_avg_period() + (rq->clock - age_stamp);
3979
3980         if (unlikely(total < avg)) {
3981                 /* Ensures that power won't end up being negative */
3982                 available = 0;
3983         } else {
3984                 available = total - avg;
3985         }
3986
3987         if (unlikely((s64)total < SCHED_POWER_SCALE))
3988                 total = SCHED_POWER_SCALE;
3989
3990         total >>= SCHED_POWER_SHIFT;
3991
3992         return div_u64(available, total);
3993 }
3994
3995 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3996 {
3997         unsigned long weight = sd->span_weight;
3998         unsigned long power = SCHED_POWER_SCALE;
3999         struct sched_group *sdg = sd->groups;
4000
4001         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
4002                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
4003                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
4004                 else
4005                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
4006
4007                 power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
4008         }
4009
4010         sdg->sgp->power_orig = power;
4011
4012         if (sched_feat(ARCH_POWER))
4013                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
4014         else
4015                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
4016
4017         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
4018
4019         power *= scale_rt_power(cpu);
4020         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
4021
4022         if (!power)
4023                 power = 1;
4024
4025         cpu_rq(cpu)->cpu_power = power;
4026         sdg->sgp->power = power;
4027 }
4028
4029 void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4030 {
4031         struct sched_domain *child = sd->child;
4032         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
4033         unsigned long power;
4034         unsigned long interval;
4035
4036         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
4037         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
4038         sdg->sgp->next_update = jiffies + interval;
4039
4040         if (!child) {
4041                 update_cpu_power(sd, cpu);
4042                 return;
4043         }
4044
4045         power = 0;
4046
4047         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
4048                 /*
4049                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
4050                  * span the current group.
4051                  */
4052
4053                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg))
4054                         power += power_of(cpu);
4055         } else  {
4056                 /*
4057                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
4058                  * span the current group.
4059                  */ 
4060
4061                 group = child->groups;
4062                 do {
4063                         power += group->sgp->power;
4064                         group = group->next;
4065                 } while (group != child->groups);
4066         }
4067
4068         sdg->sgp->power_orig = sdg->sgp->power = power;
4069 }
4070
4071 /*
4072  * Try and fix up capacity for tiny siblings, this is needed when
4073  * things like SD_ASYM_PACKING need f_b_g to select another sibling
4074  * which on its own isn't powerful enough.
4075  *
4076  * See update_sd_pick_busiest() and check_asym_packing().
4077  */
4078 static inline int
4079 fix_small_capacity(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group)
4080 {
4081         /*
4082          * Only siblings can have significantly less than SCHED_POWER_SCALE
4083          */
4084         if (!(sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER))
4085                 return 0;
4086
4087         /*
4088          * If ~90% of the cpu_power is still there, we're good.
4089          */
4090         if (group->sgp->power * 32 > group->sgp->power_orig * 29)
4091                 return 1;
4092
4093         return 0;
4094 }
4095
4096 /**
4097  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
4098  * @env: The load balancing environment.
4099  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
4100  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
4101  * @local_group: Does group contain this_cpu.
4102  * @balance: Should we balance.
4103  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
4104  */
4105 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
4106                         struct sched_group *group, int load_idx,
4107                         int local_group, int *balance, struct sg_lb_stats *sgs)
4108 {
4109         unsigned long nr_running, max_nr_running, min_nr_running;
4110         unsigned long load, max_cpu_load, min_cpu_load;
4111         unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
4112         unsigned long avg_load_per_task = 0;
4113         int i;
4114
4115         if (local_group)
4116                 balance_cpu = group_balance_cpu(group);
4117
4118         /* Tally up the load of all CPUs in the group */
4119         max_cpu_load = 0;
4120         min_cpu_load = ~0UL;
4121         max_nr_running = 0;
4122         min_nr_running = ~0UL;
4123
4124         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
4125                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
4126
4127                 nr_running = rq->nr_running;
4128
4129                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
4130                 if (local_group) {
4131                         if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu &&
4132                                         cpumask_test_cpu(i, sched_group_mask(group))) {
4133                                 first_idle_cpu = 1;
4134                                 balance_cpu = i;
4135                         }
4136
4137                         load = target_load(i, load_idx);
4138                 } else {
4139                         load = source_load(i, load_idx);
4140                         if (load > max_cpu_load)
4141                                 max_cpu_load = load;
4142                         if (min_cpu_load > load)
4143                                 min_cpu_load = load;
4144
4145                         if (nr_running > max_nr_running)
4146                                 max_nr_running = nr_running;
4147                         if (min_nr_running > nr_running)
4148                                 min_nr_running = nr_running;
4149                 }
4150
4151                 sgs->group_load += load;
4152                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
4153                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
4154                 if (idle_cpu(i))
4155                         sgs->idle_cpus++;
4156
4157                 update_sg_numa_stats(sgs, rq);
4158         }
4159
4160         /*
4161          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
4162          * is eligible for doing load balancing at this and above
4163          * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
4164          * to do the newly idle load balance.
4165          */
4166         if (local_group) {
4167                 if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE) {
4168                         if (balance_cpu != env->dst_cpu) {
4169                                 *balance = 0;
4170                                 return;
4171                         }
4172                         update_group_power(env->sd, env->dst_cpu);
4173                 } else if (time_after_eq(jiffies, group->sgp->next_update))
4174                         update_group_power(env->sd, env->dst_cpu);
4175         }
4176
4177         /* Adjust by relative CPU power of the group */
4178         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_POWER_SCALE) / group->sgp->power;
4179
4180         /*
4181          * Consider the group unbalanced when the imbalance is larger
4182          * than the average weight of a task.
4183          *
4184          * APZ: with cgroup the avg task weight can vary wildly and
4185          *      might not be a suitable number - should we keep a
4186          *      normalized nr_running number somewhere that negates
4187          *      the hierarchy?
4188          */
4189         if (sgs->sum_nr_running)
4190                 avg_load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
4191
4192         if ((max_cpu_load - min_cpu_load) >= avg_load_per_task &&
4193             (max_nr_running - min_nr_running) > 1)
4194                 sgs->group_imb = 1;
4195
4196         sgs->group_capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(group->sgp->power,
4197                                                 SCHED_POWER_SCALE);
4198         if (!sgs->group_capacity)
4199                 sgs->group_capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
4200         sgs->group_weight = group->group_weight;
4201
4202         if (sgs->group_capacity > sgs->sum_nr_running)
4203                 sgs->group_has_capacity = 1;
4204 }
4205
4206 /**
4207  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
4208  * @env: The load balancing environment.
4209  * @sds: sched_domain statistics
4210  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
4211  * @sgs: sched_group statistics
4212  *
4213  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
4214  * busiest group.
4215  */
4216 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
4217                                    struct sd_lb_stats *sds,
4218                                    struct sched_group *sg,
4219                                    struct sg_lb_stats *sgs)
4220 {
4221         if (sgs->avg_load <= sds->max_load)
4222                 return false;
4223
4224         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity)
4225                 return true;
4226
4227         if (sgs->group_imb)
4228                 return true;
4229
4230         /*
4231          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
4232          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
4233          * higher than ourself as busy.
4234          */
4235         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && sgs->sum_nr_running &&
4236             env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
4237                 if (!sds->busiest)
4238                         return true;
4239
4240                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
4241                         return true;
4242         }
4243
4244         return false;
4245 }
4246
4247 /**
4248  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
4249  * @env: The load balancing environment.
4250  * @balance: Should we balance.
4251  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
4252  */
4253 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env,
4254                                         int *balance, struct sd_lb_stats *sds)
4255 {
4256         struct sched_domain *child = env->sd->child;
4257         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
4258         struct sg_lb_stats sgs;
4259         int load_idx, prefer_sibling = 0;
4260
4261         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
4262                 prefer_sibling = 1;
4263
4264         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
4265
4266         do {
4267                 int local_group;
4268
4269                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
4270                 memset(&sgs, 0, sizeof(sgs));
4271                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, balance, &sgs);
4272
4273                 if (local_group && !(*balance))
4274                         return;
4275
4276                 sds->total_load += sgs.group_load;
4277                 sds->total_pwr += sg->sgp->power;
4278
4279                 /*
4280                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
4281                  * first, lower the sg capacity to one so that we'll try
4282                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
4283                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
4284                  * these excess tasks, i.e. nr_running < group_capacity. The
4285                  * extra check prevents the case where you always pull from the
4286                  * heaviest group when it is already under-utilized (possible
4287                  * with a large weight task outweighs the tasks on the system).
4288                  */
4289                 if (prefer_sibling && !local_group && sds->this_has_capacity)
4290                         sgs.group_capacity = min(sgs.group_capacity, 1UL);
4291
4292                 if (local_group) {
4293                         sds->this_load = sgs.avg_load;
4294                         sds->this = sg;
4295                         sds->this_nr_running = sgs.sum_nr_running;
4296                         sds->this_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
4297                         sds->this_has_capacity = sgs.group_has_capacity;
4298                         sds->this_idle_cpus = sgs.idle_cpus;
4299                 } else if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, &sgs)) {
4300                         sds->max_load = sgs.avg_load;
4301                         sds->busiest = sg;
4302                         sds->busiest_nr_running = sgs.sum_nr_running;
4303                         sds->busiest_idle_cpus = sgs.idle_cpus;
4304                         sds->busiest_group_capacity = sgs.group_capacity;
4305                         sds->busiest_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
4306                         sds->busiest_has_capacity = sgs.group_has_capacity;
4307                         sds->busiest_group_weight = sgs.group_weight;
4308                         sds->group_imb = sgs.group_imb;
4309                 }
4310
4311                 update_sd_numa_stats(env->sd, sg, sds, local_group, &sgs);
4312
4313                 sg = sg->next;
4314         } while (sg != env->sd->groups);
4315 }
4316
4317 /**
4318  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
4319  *                      sched doman.
4320  *
4321  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
4322  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
4323  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
4324  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
4325  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
4326  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
4327  *
4328  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
4329  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
4330  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
4331  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
4332  * number.
4333  *
4334  * Returns 1 when packing is required and a task should be moved to
4335  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
4336  *
4337  * @env: The load balancing environment.
4338  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
4339  */
4340 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
4341 {
4342         int busiest_cpu;
4343
4344         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
4345                 return 0;
4346
4347         if (!sds->busiest)
4348                 return 0;
4349
4350         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
4351         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
4352                 return 0;
4353
4354         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
4355                 sds->max_load * sds->busiest->sgp->power, SCHED_POWER_SCALE);
4356
4357         return 1;
4358 }
4359
4360 /**
4361  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
4362  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
4363  *                      load balancing.
4364  * @env: The load balancing environment.
4365  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
4366  */
4367 static inline
4368 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
4369 {
4370         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
4371         unsigned int imbn = 2;
4372         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
4373
4374         if (sds->this_nr_running) {
4375                 sds->this_load_per_task /= sds->this_nr_running;
4376                 if (sds->busiest_load_per_task >
4377                                 sds->this_load_per_task)
4378                         imbn = 1;
4379         } else {
4380                 sds->this_load_per_task =
4381                         cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
4382         }
4383
4384         scaled_busy_load_per_task = sds->busiest_load_per_task
4385                                          * SCHED_POWER_SCALE;
4386         scaled_busy_load_per_task /= sds->busiest->sgp->power;
4387
4388         if (sds->max_load - sds->this_load + scaled_busy_load_per_task >=
4389                         (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
4390                 env->imbalance = sds->busiest_load_per_task;
4391                 return;
4392         }
4393
4394         /*
4395          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
4396          * however we may be able to increase total CPU power used by
4397          * moving them.
4398          */
4399
4400         pwr_now += sds->busiest->sgp->power *
4401                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load);
4402         pwr_now += sds->this->sgp->power *
4403                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load);
4404         pwr_now /= SCHED_POWER_SCALE;
4405
4406         /* Amount of load we'd subtract */
4407         tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
4408                 sds->busiest->sgp->power;
4409         if (sds->max_load > tmp)
4410                 pwr_move += sds->busiest->sgp->power *
4411                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load - tmp);
4412
4413         /* Amount of load we'd add */
4414         if (sds->max_load * sds->busiest->sgp->power <
4415                 sds->busiest_load_per_task * SCHED_POWER_SCALE)
4416                 tmp = (sds->max_load * sds->busiest->sgp->power) /
4417                         sds->this->sgp->power;
4418         else
4419                 tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
4420                         sds->this->sgp->power;
4421         pwr_move += sds->this->sgp->power *
4422                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load + tmp);
4423         pwr_move /= SCHED_POWER_SCALE;
4424
4425         /* Move if we gain throughput */
4426         if (pwr_move > pwr_now)
4427                 env->imbalance = sds->busiest_load_per_task;
4428 }
4429
4430 /**
4431  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
4432  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
4433  * @env: load balance environment
4434  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
4435  */
4436 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
4437 {
4438         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
4439
4440         sds->busiest_load_per_task /= sds->busiest_nr_running;
4441         if (sds->group_imb) {
4442                 sds->busiest_load_per_task =
4443                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->avg_load);
4444         }
4445
4446         /*
4447          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
4448          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
4449          * its cpu_power, while calculating max_load..)
4450          */
4451         if (sds->max_load < sds->avg_load) {
4452                 env->imbalance = 0;
4453                 return fix_small_imbalance(env, sds);
4454         }
4455
4456         if (!sds->group_imb) {
4457                 /*
4458                  * Don't want to pull so many tasks that a group would go idle.
4459                  */
4460                 load_above_capacity = (sds->busiest_nr_running -
4461                                                 sds->busiest_group_capacity);
4462
4463                 load_above_capacity *= (SCHED_LOAD_SCALE * SCHED_POWER_SCALE);
4464
4465                 load_above_capacity /= sds->busiest->sgp->power;
4466         }
4467
4468         /*
4469          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
4470          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
4471          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
4472          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
4473          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
4474          * for the minimum possible imbalance.
4475          * Be careful of negative numbers as they'll appear as very large values
4476          * with unsigned longs.
4477          */
4478         max_pull = min(sds->max_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
4479
4480         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
4481         env->imbalance = min(max_pull * sds->busiest->sgp->power,
4482                 (sds->avg_load - sds->this_load) * sds->this->sgp->power)
4483                         / SCHED_POWER_SCALE;
4484
4485         /*
4486          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
4487          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
4488          * a think about bumping its value to force at least one task to be
4489          * moved
4490          */
4491         if (env->imbalance < sds->busiest_load_per_task)
4492                 return fix_small_imbalance(env, sds);
4493
4494 }
4495
4496 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
4497
4498 /**
4499  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
4500  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
4501  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
4502  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
4503  * such a group exists.
4504  *
4505  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
4506  * to restore balance.
4507  *
4508  * @env: The load balancing environment.
4509  * @balance: Pointer to a variable indicating if this_cpu
4510  *      is the appropriate cpu to perform load balancing at this_level.
4511  *
4512  * Returns:     - the busiest group if imbalance exists.
4513  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
4514  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
4515  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
4516  */
4517 static struct sched_group *
4518 find_busiest_group(struct lb_env *env, int *balance)
4519 {
4520         struct sd_lb_stats sds;
4521
4522         memset(&sds, 0, sizeof(sds));
4523
4524         /*
4525          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
4526          * this level.
4527          */
4528         update_sd_lb_stats(env, balance, &sds);
4529
4530         /*
4531          * this_cpu is not the appropriate cpu to perform load balancing at
4532          * this level.
4533          */
4534         if (!(*balance))
4535                 goto ret;
4536
4537         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
4538             check_asym_packing(env, &sds))
4539                 return sds.busiest;
4540
4541         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
4542         if (!sds.busiest || sds.busiest_nr_running == 0)
4543                 goto ret;
4544
4545         sds.avg_load = (SCHED_POWER_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
4546
4547         /*
4548          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
4549          * work because they assumes all things are equal, which typically
4550          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
4551          */
4552         if (sds.group_imb)
4553                 goto force_balance;
4554
4555         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
4556         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && sds.this_has_capacity &&
4557                         !sds.busiest_has_capacity)
4558                 goto force_balance;
4559
4560         /*
4561          * If the local group is more busy than the selected busiest group
4562          * don't try and pull any tasks.
4563          */
4564         if (sds.this_load >= sds.max_load)
4565                 goto ret;
4566
4567         /*
4568          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
4569          * average load.
4570          */
4571         if (sds.this_load >= sds.avg_load)
4572                 goto ret;
4573
4574         if (env->idle == CPU_IDLE) {
4575                 /*
4576                  * This cpu is idle. If the busiest group load doesn't
4577                  * have more tasks than the number of available cpu's and
4578                  * there is no imbalance between this and busiest group
4579                  * wrt to idle cpu's, it is balanced.
4580                  */
4581                 if ((sds.this_idle_cpus <= sds.busiest_idle_cpus + 1) &&
4582                     sds.busiest_nr_running <= sds.busiest_group_weight)
4583                         goto out_balanced;
4584         } else {
4585                 /*
4586                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
4587                  * imbalance_pct to be conservative.
4588                  */
4589                 if (100 * sds.max_load <= env->sd->imbalance_pct * sds.this_load)
4590                         goto out_balanced;
4591         }
4592
4593 force_balance:
4594         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
4595         calculate_imbalance(env, &sds);
4596         return sds.busiest;
4597
4598 out_balanced:
4599         if (check_numa_busiest_group(env, &sds))
4600                 return sds.busiest;
4601
4602 ret:
4603         env->imbalance = 0;
4604         return NULL;
4605 }
4606
4607 /*
4608  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
4609  */
4610 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
4611                                      struct sched_group *group)
4612 {
4613         struct rq *busiest = NULL, *rq;
4614         unsigned long max_load = 0;
4615         int i;
4616
4617         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
4618                 unsigned long power = power_of(i);
4619                 unsigned long capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power,
4620                                                            SCHED_POWER_SCALE);
4621                 unsigned long wl;
4622
4623                 if (!capacity)
4624                         capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
4625
4626                 if (!cpumask_test_cpu(i, env->cpus))
4627                         continue;
4628
4629                 rq = cpu_rq(i);
4630                 wl = weighted_cpuload(i);
4631
4632                 /*
4633                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
4634                  * which is not scaled with the cpu power.
4635                  */
4636                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance)
4637                         continue;
4638
4639                 /*
4640                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
4641                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu power, so that
4642                  * the load can be moved away from the cpu that is potentially
4643                  * running at a lower capacity.
4644                  */
4645                 wl = (wl * SCHED_POWER_SCALE) / power;
4646
4647                 if (wl > max_load) {
4648                         max_load = wl;
4649                         busiest = rq;
4650                 }
4651         }
4652
4653         return busiest;
4654 }
4655
4656 /*
4657  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
4658  * so long as it is large enough.
4659  */
4660 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
4661
4662 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
4663 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
4664
4665 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
4666 {
4667         struct sched_domain *sd = env->sd;
4668
4669         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
4670
4671                 /*
4672                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
4673                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
4674                  * lowest numbered CPUs.
4675                  */
4676                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
4677                         return 1;
4678         }
4679
4680         if (need_active_numa_balance(env))
4681                 return 1;
4682
4683         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
4684 }
4685
4686 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
4687
4688 /*
4689  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
4690  * tasks if there is an imbalance.
4691  */
4692 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
4693                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
4694                         int *balance)
4695 {
4696         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
4697         int lb_iterations, max_lb_iterations;
4698         struct sched_group *group;
4699         struct rq *busiest;
4700         unsigned long flags;
4701         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
4702
4703         struct lb_env env = {
4704                 .sd                 = sd,
4705                 .dst_cpu            = this_cpu,
4706                 .dst_rq             = this_rq,
4707                 .dst_grpmask        = sched_group_cpus(sd->groups),
4708                 .idle               = idle,
4709                 .loop_break         = sched_nr_migrate_break,
4710                 .cpus               = cpus,
4711                 .find_busiest_queue = find_busiest_queue,
4712         };
4713
4714         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
4715         max_lb_iterations = cpumask_weight(env.dst_grpmask);
4716
4717         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
4718
4719 redo:
4720         group = find_busiest_group(&env, balance);
4721
4722         if (*balance == 0)
4723                 goto out_balanced;
4724
4725         if (!group) {
4726                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
4727                 goto out_balanced;
4728         }
4729
4730         busiest = env.find_busiest_queue(&env, group);
4731         if (!busiest) {
4732                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
4733                 goto out_balanced;
4734         }
4735         env.src_rq  = busiest;
4736         env.src_cpu = busiest->cpu;
4737
4738         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
4739
4740         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
4741
4742         ld_moved = 0;
4743         lb_iterations = 1;
4744         if (busiest->nr_running > 1) {
4745                 /*
4746                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
4747                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
4748                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
4749                  * correctly treated as an imbalance.
4750                  */
4751                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
4752                 env.src_cpu   = busiest->cpu;
4753                 env.src_rq    = busiest;
4754                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
4755                 if (sched_feat_numa(NUMA_PULL))
4756                         env.tasks = offnode_tasks(busiest);
4757                 else
4758                         env.tasks = &busiest->cfs_tasks;
4759
4760                 update_h_load(env.src_cpu);
4761 more_balance:
4762                 local_irq_save(flags);
4763                 double_rq_lock(env.dst_rq, busiest);
4764
4765                 /*
4766                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
4767                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
4768                  */
4769                 cur_ld_moved = move_tasks(&env);
4770                 ld_moved += cur_ld_moved;
4771                 double_rq_unlock(env.dst_rq, busiest);
4772                 local_irq_restore(flags);
4773
4774                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
4775                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
4776                         goto more_balance;
4777                 }
4778
4779                 /*
4780                  * some other cpu did the load balance for us.
4781                  */
4782                 if (cur_ld_moved && env.dst_cpu != smp_processor_id())
4783                         resched_cpu(env.dst_cpu);
4784
4785                 /*
4786                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
4787                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
4788                  * where they can run. The upper limit on how many times we
4789                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
4790                  * sched_group.
4791                  *
4792                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
4793                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
4794                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
4795                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
4796                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
4797                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
4798                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
4799                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
4800                  * This however should not happen so much in practice and
4801                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
4802                  * excess load moved.
4803                  */
4804                 if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0 &&
4805                                 lb_iterations++ < max_lb_iterations) {
4806
4807                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
4808                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
4809                         env.flags       &= ~LBF_SOME_PINNED;
4810                         env.loop         = 0;
4811                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
4812                         /*
4813                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
4814                          * need to continue with same src_cpu.
4815                          */
4816                         goto more_balance;
4817                 }
4818
4819                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
4820                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
4821                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
4822                         if (!cpumask_empty(cpus)) {
4823                                 env.loop = 0;
4824                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
4825                                 goto redo;
4826                         }
4827                         goto out_balanced;
4828                 }
4829         }
4830
4831         if (!ld_moved) {
4832                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
4833                 /*
4834                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
4835                  * We do not want newidle balance, which can be very
4836                  * frequent, pollute the failure counter causing
4837                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
4838                  */
4839                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
4840                         sd->nr_balance_failed++;
4841
4842                 if (need_active_balance(&env)) {
4843                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
4844
4845                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
4846                          * if the curr task on busiest cpu can't be
4847                          * moved to this_cpu
4848                          */
4849                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
4850                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
4851                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
4852                                                             flags);
4853                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
4854                                 goto out_one_pinned;
4855                         }
4856
4857                         /*
4858                          * ->active_balance synchronizes accesses to
4859                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
4860                          * only after active load balance is finished.
4861                          */
4862                         if (!busiest->active_balance) {
4863                                 busiest->active_balance = 1;
4864                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
4865                                 active_balance = 1;
4866                         }
4867                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
4868
4869                         if (active_balance) {
4870                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
4871                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
4872                                         &busiest->active_balance_work);
4873                         }
4874
4875                         /*
4876                          * We've kicked active balancing, reset the failure
4877                          * counter.
4878                          */
4879                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
4880                 }
4881         } else
4882                 sd->nr_balance_failed = 0;
4883
4884         if (likely(!active_balance)) {
4885                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
4886                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
4887         } else {
4888                 /*
4889                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
4890                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
4891                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
4892                  * move_tasks).
4893                  */
4894                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
4895                         sd->balance_interval *= 2;
4896         }
4897
4898         goto out;
4899
4900 out_balanced:
4901         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
4902
4903         sd->nr_balance_failed = 0;
4904
4905 out_one_pinned:
4906         /* tune up the balancing interval */
4907         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
4908                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
4909                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
4910                 sd->balance_interval *= 2;
4911
4912         ld_moved = 0;
4913 out:
4914         return ld_moved;
4915 }
4916
4917 /*
4918  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
4919  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
4920  */
4921 void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
4922 {
4923         struct sched_domain *sd;
4924         int pulled_task = 0;
4925         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
4926
4927         this_rq->idle_stamp = this_rq->clock;
4928
4929         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
4930                 return;
4931
4932         /*
4933          * Drop the rq->lock, but keep IRQ/preempt disabled.
4934          */
4935         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
4936
4937         update_shares(this_cpu);
4938         rcu_read_lock();
4939         for_each_domain(this_cpu, sd) {
4940                 unsigned long interval;
4941                 int balance = 1;
4942
4943                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4944                         continue;
4945
4946                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
4947                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
4948                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
4949                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE, &balance);
4950                 }
4951
4952                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
4953                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
4954                         next_balance = sd->last_balance + interval;
4955                 if (pulled_task) {
4956                         this_rq->idle_stamp = 0;
4957                         break;
4958                 }
4959         }
4960         rcu_read_unlock();
4961
4962         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
4963
4964         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
4965                 /*
4966                  * We are going idle. next_balance may be set based on
4967                  * a busy processor. So reset next_balance.
4968                  */
4969                 this_rq->next_balance = next_balance;
4970         }
4971 }
4972
4973 /*
4974  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
4975  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
4976  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
4977  * avoids physical / logical imbalances.
4978  */
4979 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
4980 {
4981         struct rq *busiest_rq = data;
4982         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
4983         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
4984         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
4985         struct sched_domain *sd;
4986
4987         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
4988
4989         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
4990         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
4991                      !busiest_rq->active_balance))
4992                 goto out_unlock;
4993
4994         /* Is there any task to move? */
4995         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
4996                 goto out_unlock;
4997
4998         /*
4999          * This condition is "impossible", if it occurs
5000          * we need to fix it. Originally reported by
5001          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
5002          */
5003         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
5004
5005         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
5006         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
5007
5008         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
5009         rcu_read_lock();
5010         for_each_domain(target_cpu, sd) {
5011                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
5012                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
5013                                 break;
5014         }
5015
5016         if (likely(sd)) {
5017                 struct lb_env env = {
5018                         .sd             = sd,
5019                         .dst_cpu        = target_cpu,
5020                         .dst_rq         = target_rq,
5021                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
5022                         .src_rq         = busiest_rq,
5023                         .idle           = CPU_IDLE,
5024                 };
5025
5026                 schedstat_inc(sd, alb_count);
5027
5028                 if (move_one_task(&env))
5029                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
5030                 else
5031                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
5032         }
5033         rcu_read_unlock();
5034         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
5035 out_unlock:
5036         busiest_rq->active_balance = 0;
5037         raw_spin_unlock_irq(&busiest_rq->lock);
5038         return 0;
5039 }
5040
5041 #ifdef CONFIG_NO_HZ
5042 /*
5043  * idle load balancing details
5044  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
5045  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
5046  *   load balancing for all the idle CPUs.
5047  */
5048 static struct {
5049         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
5050         atomic_t nr_cpus;
5051         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
5052 } nohz ____cacheline_aligned;
5053
5054 static inline int find_new_ilb(int call_cpu)
5055 {
5056         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
5057
5058         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
5059                 return ilb;
5060
5061         return nr_cpu_ids;
5062 }
5063
5064 /*
5065  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
5066  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
5067  * CPU (if there is one).
5068  */
5069 static void nohz_balancer_kick(int cpu)
5070 {
5071         int ilb_cpu;
5072
5073         nohz.next_balance++;
5074
5075         ilb_cpu = find_new_ilb(cpu);
5076
5077         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
5078                 return;
5079
5080         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
5081                 return;
5082         /*
5083          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
5084          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
5085          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
5086          * will be run before returning from the IPI.
5087          */
5088         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
5089         return;
5090 }
5091
5092 static inline void nohz_balance_exit_idle(int cpu)
5093 {
5094         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
5095                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
5096                 atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
5097                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
5098         }
5099 }
5100
5101 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
5102 {
5103         struct sched_domain *sd;
5104         int cpu = smp_processor_id();
5105
5106         if (!test_bit(NOHZ_IDLE, nohz_flags(cpu)))
5107                 return;
5108         clear_bit(NOHZ_IDLE, nohz_flags(cpu));
5109
5110         rcu_read_lock();
5111         for_each_domain(cpu, sd)
5112                 atomic_inc(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
5113         rcu_read_unlock();
5114 }
5115
5116 void set_cpu_sd_state_idle(void)
5117 {
5118         struct sched_domain *sd;
5119         int cpu = smp_processor_id();
5120
5121         if (test_bit(NOHZ_IDLE, nohz_flags(cpu)))
5122                 return;
5123         set_bit(NOHZ_IDLE, nohz_flags(cpu));
5124
5125         rcu_read_lock();
5126         for_each_domain(cpu, sd)
5127                 atomic_dec(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
5128         rcu_read_unlock();
5129 }
5130
5131 /*
5132  * This routine will record that the cpu is going idle with tick stopped.
5133  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
5134  */
5135 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
5136 {
5137         /*
5138          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
5139          */
5140         if (!cpu_active(cpu))
5141                 return;
5142
5143         if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
5144                 return;
5145
5146         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
5147         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
5148         set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
5149 }
5150
5151 static int __cpuinit sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
5152                                         unsigned long action, void *hcpu)
5153 {
5154         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5155         case CPU_DYING:
5156                 nohz_balance_exit_idle(smp_processor_id());
5157                 return NOTIFY_OK;
5158         default:
5159                 return NOTIFY_DONE;
5160         }
5161 }
5162 #endif
5163
5164 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
5165
5166 /*
5167  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
5168  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
5169  */
5170 void update_max_interval(void)
5171 {
5172         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
5173 }
5174
5175 /*
5176  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
5177  * and initiates a balancing operation if so.
5178  *
5179  * Balancing parameters are set up in arch_init_sched_domains.
5180  */
5181 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
5182 {
5183         int balance = 1;
5184         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5185         unsigned long interval;
5186         struct sched_domain *sd;
5187         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
5188         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
5189         int update_next_balance = 0;
5190         int need_serialize;
5191
5192         update_shares(cpu);
5193
5194         rcu_read_lock();
5195         for_each_domain(cpu, sd) {
5196                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
5197                         continue;
5198
5199                 interval = sd->balance_interval;
5200                 if (idle != CPU_IDLE)
5201                         interval *= sd->busy_factor;
5202
5203                 /* scale ms to jiffies */
5204                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
5205                 interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
5206
5207                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
5208
5209                 if (need_serialize) {
5210                         if (!spin_trylock(&balancing))
5211                                 goto out;
5212                 }
5213
5214                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
5215                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &balance)) {
5216                                 /*
5217                                  * We've pulled tasks over so either we're no
5218                                  * longer idle.
5219                                  */
5220                                 idle = CPU_NOT_IDLE;
5221                         }
5222                         sd->last_balance = jiffies;
5223                 }
5224                 if (need_serialize)
5225                         spin_unlock(&balancing);
5226 out:
5227                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
5228                         next_balance = sd->last_balance + interval;
5229                         update_next_balance = 1;
5230                 }
5231
5232                 /*
5233                  * Stop the load balance at this level. There is another
5234                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
5235                  * actively.
5236                  */
5237                 if (!balance)
5238                         break;
5239         }
5240         rcu_read_unlock();
5241
5242         /*
5243          * next_balance will be updated only when there is a need.
5244          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
5245          * updated.
5246          */
5247         if (likely(update_next_balance))
5248                 rq->next_balance = next_balance;
5249 }
5250
5251 #ifdef CONFIG_NO_HZ
5252 /*
5253  * In CONFIG_NO_HZ case, the idle balance kickee will do the
5254  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
5255  */
5256 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle)
5257 {
5258         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
5259         struct rq *rq;
5260         int balance_cpu;
5261
5262         if (idle != CPU_IDLE ||
5263             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
5264                 goto end;
5265
5266         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
5267                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
5268                         continue;
5269
5270                 /*
5271                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
5272                  * work being done for other cpus. Next load
5273                  * balancing owner will pick it up.
5274                  */
5275                 if (need_resched())
5276                         break;
5277
5278                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
5279
5280                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
5281                 update_rq_clock(rq);
5282                 update_idle_cpu_load(rq);
5283                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
5284
5285                 rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
5286
5287                 if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
5288                         this_rq->next_balance = rq->next_balance;
5289         }
5290         nohz.next_balance = this_rq->next_balance;
5291 end:
5292         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
5293 }
5294
5295 /*
5296  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
5297  * of an idle cpu is the system.
5298  *   - This rq has more than one task.
5299  *   - At any scheduler domain level, this cpu's scheduler group has multiple
5300  *     busy cpu's exceeding the group's power.
5301  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
5302  *     domain span are idle.
5303  */
5304 static inline int nohz_kick_needed(struct rq *rq, int cpu)
5305 {
5306         unsigned long now = jiffies;
5307         struct sched_domain *sd;
5308
5309         if (unlikely(idle_cpu(cpu)))
5310                 return 0;
5311
5312        /*
5313         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
5314         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
5315         */
5316         set_cpu_sd_state_busy();
5317         nohz_balance_exit_idle(cpu);
5318
5319         /*
5320          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
5321          * balancing.
5322          */
5323         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
5324                 return 0;
5325
5326         if (time_before(now, nohz.next_balance))
5327                 return 0;
5328
5329         if (rq->nr_running >= 2)
5330                 goto need_kick;
5331
5332         rcu_read_lock();
5333         for_each_domain(cpu, sd) {
5334                 struct sched_group *sg = sd->groups;
5335                 struct sched_group_power *sgp = sg->sgp;
5336                 int nr_busy = atomic_read(&sgp->nr_busy_cpus);
5337
5338                 if (sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES && nr_busy > 1)
5339                         goto need_kick_unlock;
5340
5341                 if (sd->flags & SD_ASYM_PACKING && nr_busy != sg->group_weight
5342                     && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
5343                                           sched_domain_span(sd)) < cpu))
5344                         goto need_kick_unlock;
5345
5346                 if (!(sd->flags & (SD_SHARE_PKG_RESOURCES | SD_ASYM_PACKING)))
5347                         break;
5348         }
5349         rcu_read_unlock();
5350         return 0;
5351
5352 need_kick_unlock:
5353         rcu_read_unlock();
5354 need_kick:
5355         return 1;
5356 }
5357 #else
5358 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle) { }
5359 #endif
5360
5361 /*
5362  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
5363  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
5364  */
5365 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
5366 {
5367         int this_cpu = smp_processor_id();
5368         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
5369         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
5370                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
5371
5372         rebalance_domains(this_cpu, idle);
5373
5374         /*
5375          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
5376          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
5377          * stopped.
5378          */
5379         nohz_idle_balance(this_cpu, idle);
5380 }
5381
5382 static inline int on_null_domain(int cpu)
5383 {
5384         return !rcu_dereference_sched(cpu_rq(cpu)->sd);
5385 }
5386
5387 /*
5388  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
5389  */
5390 void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
5391 {
5392         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
5393         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
5394             likely(!on_null_domain(cpu)))
5395                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
5396 #ifdef CONFIG_NO_HZ
5397         if (nohz_kick_needed(rq, cpu) && likely(!on_null_domain(cpu)))
5398                 nohz_balancer_kick(cpu);
5399 #endif
5400 }
5401
5402 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
5403 {
5404         update_sysctl();
5405 }
5406
5407 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
5408 {
5409         update_sysctl();
5410
5411         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
5412         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
5413 }
5414
5415 #endif /* CONFIG_SMP */
5416
5417 /*
5418  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
5419  */
5420 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
5421 {
5422         struct cfs_rq *cfs_rq;
5423         struct sched_entity *se = &curr->se;
5424
5425         for_each_sched_entity(se) {
5426                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5427                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
5428         }
5429
5430         if (sched_feat_numa(NUMA))
5431                 task_tick_numa(rq, curr);
5432 }
5433
5434 /*
5435  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
5436  *  - child not yet on the tasklist
5437  *  - preemption disabled
5438  */
5439 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
5440 {
5441         struct cfs_rq *cfs_rq;
5442         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
5443         int this_cpu = smp_processor_id();
5444         struct rq *rq = this_rq();
5445         unsigned long flags;
5446
5447         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5448
5449         update_rq_clock(rq);
5450
5451         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
5452         curr = cfs_rq->curr;
5453
5454         if (unlikely(task_cpu(p) != this_cpu)) {
5455                 rcu_read_lock();
5456                 __set_task_cpu(p, this_cpu);
5457                 rcu_read_unlock();
5458         }
5459
5460         update_curr(cfs_rq);
5461
5462         if (curr)
5463                 se->vruntime = curr->vruntime;
5464         place_entity(cfs_rq, se, 1);
5465
5466         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
5467                 /*
5468                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
5469                  * 'current' within the tree based on its new key value.
5470                  */
5471                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
5472                 resched_task(rq->curr);
5473         }
5474
5475         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
5476
5477         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5478 }
5479
5480 /*
5481  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
5482  * the current task.
5483  */
5484 static void
5485 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
5486 {
5487         if (!p->se.on_rq)
5488                 return;
5489
5490         /*
5491          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
5492          * our priority decreased, or if we are not currently running on
5493          * this runqueue and our priority is higher than the current's
5494          */
5495         if (rq->curr == p) {
5496                 if (p->prio > oldprio)
5497                         resched_task(rq->curr);
5498         } else
5499                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
5500 }
5501
5502 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5503 {
5504         struct sched_entity *se = &p->se;
5505         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5506
5507         /*
5508          * Ensure the task's vruntime is normalized, so that when its
5509          * switched back to the fair class the enqueue_entity(.flags=0) will
5510          * do the right thing.
5511          *
5512          * If it was on_rq, then the dequeue_entity(.flags=0) will already
5513          * have normalized the vruntime, if it was !on_rq, then only when
5514          * the task is sleeping will it still have non-normalized vruntime.
5515          */
5516         if (!se->on_rq && p->state != TASK_RUNNING) {
5517                 /*
5518                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
5519                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
5520                  */
5521                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
5522                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
5523         }
5524 }
5525
5526 /*
5527  * We switched to the sched_fair class.
5528  */
5529 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5530 {
5531         if (!p->se.on_rq)
5532                 return;
5533
5534         /*
5535          * We were most likely switched from sched_rt, so
5536          * kick off the schedule if running, otherwise just see
5537          * if we can still preempt the current task.
5538          */
5539         if (rq->curr == p)
5540                 resched_task(rq->curr);
5541         else
5542                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
5543 }
5544
5545 /* Account for a task changing its policy or group.
5546  *
5547  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
5548  * migrates between groups/classes.
5549  */
5550 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
5551 {
5552         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
5553
5554         for_each_sched_entity(se) {
5555                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5556
5557                 set_next_entity(cfs_rq, se);
5558                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
5559                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
5560         }
5561 }
5562
5563 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
5564 {
5565         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
5566         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
5567 #ifndef CONFIG_64BIT
5568         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
5569 #endif
5570 }
5571
5572 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5573 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p, int on_rq)
5574 {
5575         /*
5576          * If the task was not on the rq at the time of this cgroup movement
5577          * it must have been asleep, sleeping tasks keep their ->vruntime
5578          * absolute on their old rq until wakeup (needed for the fair sleeper
5579          * bonus in place_entity()).
5580          *
5581          * If it was on the rq, we've just 'preempted' it, which does convert
5582          * ->vruntime to a relative base.
5583          *
5584          * Make sure both cases convert their relative position when migrating
5585          * to another cgroup's rq. This does somewhat interfere with the
5586          * fair sleeper stuff for the first placement, but who cares.
5587          */
5588         /*
5589          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
5590          * But there are some cases where it has already been normalized:
5591          *
5592          * - Moving a forked child which is waiting for being woken up by
5593          *   wake_up_new_task().
5594          * - Moving a task which has been woken up by try_to_wake_up() and
5595          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
5596          *
5597          * To prevent boost or penalty in the new cfs_rq caused by delta
5598          * min_vruntime between the two cfs_rqs, we skip vruntime adjustment.
5599          */
5600         if (!on_rq && (!p->se.sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING))
5601                 on_rq = 1;
5602
5603         if (!on_rq)
5604                 p->se.vruntime -= cfs_rq_of(&p->se)->min_vruntime;
5605         set_task_rq(p, task_cpu(p));
5606         if (!on_rq)
5607                 p->se.vruntime += cfs_rq_of(&p->se)->min_vruntime;
5608 }
5609
5610 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
5611 {
5612         int i;
5613
5614         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
5615
5616         for_each_possible_cpu(i) {
5617                 if (tg->cfs_rq)
5618                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
5619                 if (tg->se)
5620                         kfree(tg->se[i]);
5621         }
5622
5623         kfree(tg->cfs_rq);
5624         kfree(tg->se);
5625 }
5626
5627 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
5628 {
5629         struct cfs_rq *cfs_rq;
5630         struct sched_entity *se;
5631         int i;
5632
5633         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
5634         if (!tg->cfs_rq)
5635                 goto err;
5636         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
5637         if (!tg->se)
5638                 goto err;
5639
5640         tg->shares = NICE_0_LOAD;
5641
5642         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
5643
5644         for_each_possible_cpu(i) {
5645                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
5646                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
5647                 if (!cfs_rq)
5648                         goto err;
5649
5650                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
5651                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
5652                 if (!se)
5653                         goto err_free_rq;
5654
5655                 init_cfs_rq(cfs_rq);
5656                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
5657         }
5658
5659         return 1;
5660
5661 err_free_rq:
5662         kfree(cfs_rq);
5663 err:
5664         return 0;
5665 }
5666
5667 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
5668 {
5669         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5670         unsigned long flags;
5671
5672         /*
5673         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
5674         * check on_list without danger of it being re-added.
5675         */
5676         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
5677                 return;
5678
5679         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5680         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
5681         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5682 }
5683
5684 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
5685                         struct sched_entity *se, int cpu,
5686                         struct sched_entity *parent)
5687 {
5688         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5689
5690         cfs_rq->tg = tg;
5691         cfs_rq->rq = rq;
5692 #ifdef CONFIG_SMP
5693         /* allow initial update_cfs_load() to truncate */
5694         cfs_rq->load_stamp = 1;
5695 #endif
5696         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
5697
5698         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
5699         tg->se[cpu] = se;
5700
5701         /* se could be NULL for root_task_group */
5702         if (!se)
5703                 return;
5704
5705         if (!parent)
5706                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
5707         else
5708                 se->cfs_rq = parent->my_q;
5709
5710         se->my_q = cfs_rq;
5711         update_load_set(&se->load, 0);
5712         se->parent = parent;
5713 }
5714
5715 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
5716
5717 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
5718 {
5719         int i;
5720         unsigned long flags;
5721
5722         /*
5723          * We can't change the weight of the root cgroup.
5724          */
5725         if (!tg->se[0])
5726                 return -EINVAL;
5727
5728         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
5729
5730         mutex_lock(&shares_mutex);
5731         if (tg->shares == shares)
5732                 goto done;
5733
5734         tg->shares = shares;
5735         for_each_possible_cpu(i) {
5736                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
5737                 struct sched_entity *se;
5738
5739                 se = tg->se[i];
5740                 /* Propagate contribution to hierarchy */
5741                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5742                 for_each_sched_entity(se)
5743                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
5744                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5745         }
5746
5747 done:
5748         mutex_unlock(&shares_mutex);
5749         return 0;
5750 }
5751 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
5752
5753 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
5754
5755 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
5756 {
5757         return 1;
5758 }
5759
5760 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
5761
5762 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
5763
5764
5765 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
5766 {
5767         struct sched_entity *se = &task->se;
5768         unsigned int rr_interval = 0;
5769
5770         /*
5771          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
5772          * idle runqueue:
5773          */
5774         if (rq->cfs.load.weight)
5775                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(&rq->cfs, se));
5776
5777         return rr_interval;
5778 }
5779
5780 /*
5781  * All the scheduling class methods:
5782  */
5783 const struct sched_class fair_sched_class = {
5784         .next                   = &idle_sched_class,
5785         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
5786         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
5787         .yield_task             = yield_task_fair,
5788         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
5789
5790         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
5791
5792         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
5793         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
5794
5795 #ifdef CONFIG_SMP
5796         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
5797
5798         .rq_online              = rq_online_fair,
5799         .rq_offline             = rq_offline_fair,
5800
5801         .task_waking            = task_waking_fair,
5802 #endif
5803
5804         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
5805         .task_tick              = task_tick_fair,
5806         .task_fork              = task_fork_fair,
5807
5808         .prio_changed           = prio_changed_fair,
5809         .switched_from          = switched_from_fair,
5810         .switched_to            = switched_to_fair,
5811
5812         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
5813
5814 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5815         .task_move_group        = task_move_group_fair,
5816 #endif
5817 };
5818
5819 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5820 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
5821 {
5822         struct cfs_rq *cfs_rq;
5823
5824         rcu_read_lock();
5825         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
5826                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
5827         rcu_read_unlock();
5828 }
5829 #endif
5830
5831 __init void init_sched_fair_class(void)
5832 {
5833 #ifdef CONFIG_SMP
5834         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
5835
5836 #ifdef CONFIG_NO_HZ
5837         nohz.next_balance = jiffies;
5838         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
5839         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
5840 #endif
5841 #endif /* SMP */
5842
5843 }