]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - kernel/sched/fair.c
c63dde9849563db94b63b8aa53a4cfc0a696dcc3
[karo-tx-linux.git] / kernel / sched / fair.c
1 /*
2  * Completely Fair Scheduling (CFS) Class (SCHED_NORMAL/SCHED_BATCH)
3  *
4  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
5  *
6  *  Interactivity improvements by Mike Galbraith
7  *  (C) 2007 Mike Galbraith <efault@gmx.de>
8  *
9  *  Various enhancements by Dmitry Adamushko.
10  *  (C) 2007 Dmitry Adamushko <dmitry.adamushko@gmail.com>
11  *
12  *  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
13  *  Copyright IBM Corporation, 2007
14  *  Author: Srivatsa Vaddagiri <vatsa@linux.vnet.ibm.com>
15  *
16  *  Scaled math optimizations by Thomas Gleixner
17  *  Copyright (C) 2007, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
18  *
19  *  Adaptive scheduling granularity, math enhancements by Peter Zijlstra
20  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra <pzijlstr@redhat.com>
21  */
22
23 #include <linux/latencytop.h>
24 #include <linux/sched.h>
25 #include <linux/cpumask.h>
26 #include <linux/slab.h>
27 #include <linux/profile.h>
28 #include <linux/interrupt.h>
29 #include <linux/mempolicy.h>
30 #include <linux/migrate.h>
31 #include <linux/task_work.h>
32
33 #include <trace/events/sched.h>
34
35 #include "sched.h"
36
37 /*
38  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
39  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
40  *
41  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
42  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
43  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
44  * based scheduling concepts.
45  *
46  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
47  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
48  */
49 unsigned int sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
50 unsigned int normalized_sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
51
52 /*
53  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
54  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
55  *
56  * Options are:
57  * SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
58  * SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
59  * SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
60  */
61 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling
62         = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
63
64 /*
65  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
66  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
67  */
68 unsigned int sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
69 unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
70
71 /*
72  * is kept at sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity
73  */
74 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
75
76 /*
77  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
78  * parent will (try to) run first.
79  */
80 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
81
82 /*
83  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
84  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
85  *
86  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
87  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
88  * have immediate wakeup/sleep latencies.
89  */
90 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
91 unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
92
93 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost = 500000UL;
94
95 /*
96  * The exponential sliding  window over which load is averaged for shares
97  * distribution.
98  * (default: 10msec)
99  */
100 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_shares_window = 10000000UL;
101
102 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
103 /*
104  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
105  * each time a cfs_rq requests quota.
106  *
107  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
108  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
109  * we will always only issue the remaining available time.
110  *
111  * default: 5 msec, units: microseconds
112   */
113 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice = 5000UL;
114 #endif
115
116 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
117 {
118         lw->weight += inc;
119         lw->inv_weight = 0;
120 }
121
122 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
123 {
124         lw->weight -= dec;
125         lw->inv_weight = 0;
126 }
127
128 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
129 {
130         lw->weight = w;
131         lw->inv_weight = 0;
132 }
133
134 /*
135  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
136  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
137  * to users decreases. But the relationship is not linear,
138  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
139  * number of CPUs.
140  *
141  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
142  */
143 static int get_update_sysctl_factor(void)
144 {
145         unsigned int cpus = min_t(int, num_online_cpus(), 8);
146         unsigned int factor;
147
148         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
149         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
150                 factor = 1;
151                 break;
152         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
153                 factor = cpus;
154                 break;
155         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
156         default:
157                 factor = 1 + ilog2(cpus);
158                 break;
159         }
160
161         return factor;
162 }
163
164 static void update_sysctl(void)
165 {
166         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
167
168 #define SET_SYSCTL(name) \
169         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
170         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
171         SET_SYSCTL(sched_latency);
172         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
173 #undef SET_SYSCTL
174 }
175
176 void sched_init_granularity(void)
177 {
178         update_sysctl();
179 }
180
181 #define WMULT_CONST     (~0U)
182 #define WMULT_SHIFT     32
183
184 static void __update_inv_weight(struct load_weight *lw)
185 {
186         unsigned long w;
187
188         if (likely(lw->inv_weight))
189                 return;
190
191         w = scale_load_down(lw->weight);
192
193         if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
194                 lw->inv_weight = 1;
195         else if (unlikely(!w))
196                 lw->inv_weight = WMULT_CONST;
197         else
198                 lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
199 }
200
201 /*
202  * delta_exec * weight / lw.weight
203  *   OR
204  * (delta_exec * (weight * lw->inv_weight)) >> WMULT_SHIFT
205  *
206  * Either weight := NICE_0_LOAD and lw \e prio_to_wmult[], in which case
207  * we're guaranteed shift stays positive because inv_weight is guaranteed to
208  * fit 32 bits, and NICE_0_LOAD gives another 10 bits; therefore shift >= 22.
209  *
210  * Or, weight =< lw.weight (because lw.weight is the runqueue weight), thus
211  * weight/lw.weight <= 1, and therefore our shift will also be positive.
212  */
213 static u64 __calc_delta(u64 delta_exec, unsigned long weight, struct load_weight *lw)
214 {
215         u64 fact = scale_load_down(weight);
216         int shift = WMULT_SHIFT;
217
218         __update_inv_weight(lw);
219
220         if (unlikely(fact >> 32)) {
221                 while (fact >> 32) {
222                         fact >>= 1;
223                         shift--;
224                 }
225         }
226
227         /* hint to use a 32x32->64 mul */
228         fact = (u64)(u32)fact * lw->inv_weight;
229
230         while (fact >> 32) {
231                 fact >>= 1;
232                 shift--;
233         }
234
235         return mul_u64_u32_shr(delta_exec, fact, shift);
236 }
237
238
239 const struct sched_class fair_sched_class;
240
241 /**************************************************************
242  * CFS operations on generic schedulable entities:
243  */
244
245 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
246
247 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
248 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
249 {
250         return cfs_rq->rq;
251 }
252
253 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
254 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
255
256 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
257 {
258 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
259         WARN_ON_ONCE(!entity_is_task(se));
260 #endif
261         return container_of(se, struct task_struct, se);
262 }
263
264 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
265 #define for_each_sched_entity(se) \
266                 for (; se; se = se->parent)
267
268 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
269 {
270         return p->se.cfs_rq;
271 }
272
273 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
274 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
275 {
276         return se->cfs_rq;
277 }
278
279 /* runqueue "owned" by this group */
280 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
281 {
282         return grp->my_q;
283 }
284
285 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
286                                        int force_update);
287
288 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
289 {
290         if (!cfs_rq->on_list) {
291                 /*
292                  * Ensure we either appear before our parent (if already
293                  * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
294                  * enqueued.  The fact that we always enqueue bottom-up
295                  * reduces this to two cases.
296                  */
297                 if (cfs_rq->tg->parent &&
298                     cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu_of(rq_of(cfs_rq))]->on_list) {
299                         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
300                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
301                 } else {
302                         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
303                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
304                 }
305
306                 cfs_rq->on_list = 1;
307                 /* We should have no load, but we need to update last_decay. */
308                 update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 0);
309         }
310 }
311
312 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
313 {
314         if (cfs_rq->on_list) {
315                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
316                 cfs_rq->on_list = 0;
317         }
318 }
319
320 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
321 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
322         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
323
324 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
325 static inline struct cfs_rq *
326 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
327 {
328         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
329                 return se->cfs_rq;
330
331         return NULL;
332 }
333
334 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
335 {
336         return se->parent;
337 }
338
339 static void
340 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
341 {
342         int se_depth, pse_depth;
343
344         /*
345          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
346          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
347          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
348          * parent.
349          */
350
351         /* First walk up until both entities are at same depth */
352         se_depth = (*se)->depth;
353         pse_depth = (*pse)->depth;
354
355         while (se_depth > pse_depth) {
356                 se_depth--;
357                 *se = parent_entity(*se);
358         }
359
360         while (pse_depth > se_depth) {
361                 pse_depth--;
362                 *pse = parent_entity(*pse);
363         }
364
365         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
366                 *se = parent_entity(*se);
367                 *pse = parent_entity(*pse);
368         }
369 }
370
371 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
372
373 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
374 {
375         return container_of(se, struct task_struct, se);
376 }
377
378 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
379 {
380         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
381 }
382
383 #define entity_is_task(se)      1
384
385 #define for_each_sched_entity(se) \
386                 for (; se; se = NULL)
387
388 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
389 {
390         return &task_rq(p)->cfs;
391 }
392
393 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
394 {
395         struct task_struct *p = task_of(se);
396         struct rq *rq = task_rq(p);
397
398         return &rq->cfs;
399 }
400
401 /* runqueue "owned" by this group */
402 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
403 {
404         return NULL;
405 }
406
407 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
408 {
409 }
410
411 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
412 {
413 }
414
415 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
416                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
417
418 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
419 {
420         return NULL;
421 }
422
423 static inline void
424 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
425 {
426 }
427
428 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
429
430 static __always_inline
431 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec);
432
433 /**************************************************************
434  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
435  */
436
437 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
438 {
439         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
440         if (delta > 0)
441                 max_vruntime = vruntime;
442
443         return max_vruntime;
444 }
445
446 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
447 {
448         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
449         if (delta < 0)
450                 min_vruntime = vruntime;
451
452         return min_vruntime;
453 }
454
455 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
456                                 struct sched_entity *b)
457 {
458         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
459 }
460
461 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
462 {
463         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
464
465         if (cfs_rq->curr)
466                 vruntime = cfs_rq->curr->vruntime;
467
468         if (cfs_rq->rb_leftmost) {
469                 struct sched_entity *se = rb_entry(cfs_rq->rb_leftmost,
470                                                    struct sched_entity,
471                                                    run_node);
472
473                 if (!cfs_rq->curr)
474                         vruntime = se->vruntime;
475                 else
476                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
477         }
478
479         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
480         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
481 #ifndef CONFIG_64BIT
482         smp_wmb();
483         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
484 #endif
485 }
486
487 /*
488  * Enqueue an entity into the rb-tree:
489  */
490 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
491 {
492         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
493         struct rb_node *parent = NULL;
494         struct sched_entity *entry;
495         int leftmost = 1;
496
497         /*
498          * Find the right place in the rbtree:
499          */
500         while (*link) {
501                 parent = *link;
502                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
503                 /*
504                  * We dont care about collisions. Nodes with
505                  * the same key stay together.
506                  */
507                 if (entity_before(se, entry)) {
508                         link = &parent->rb_left;
509                 } else {
510                         link = &parent->rb_right;
511                         leftmost = 0;
512                 }
513         }
514
515         /*
516          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
517          * used):
518          */
519         if (leftmost)
520                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
521
522         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
523         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
524 }
525
526 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
527 {
528         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node) {
529                 struct rb_node *next_node;
530
531                 next_node = rb_next(&se->run_node);
532                 cfs_rq->rb_leftmost = next_node;
533         }
534
535         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
536 }
537
538 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
539 {
540         struct rb_node *left = cfs_rq->rb_leftmost;
541
542         if (!left)
543                 return NULL;
544
545         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
546 }
547
548 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
549 {
550         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
551
552         if (!next)
553                 return NULL;
554
555         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
556 }
557
558 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
559 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
560 {
561         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline);
562
563         if (!last)
564                 return NULL;
565
566         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
567 }
568
569 /**************************************************************
570  * Scheduling class statistics methods:
571  */
572
573 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
574                 void __user *buffer, size_t *lenp,
575                 loff_t *ppos)
576 {
577         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
578         int factor = get_update_sysctl_factor();
579
580         if (ret || !write)
581                 return ret;
582
583         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
584                                         sysctl_sched_min_granularity);
585
586 #define WRT_SYSCTL(name) \
587         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
588         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
589         WRT_SYSCTL(sched_latency);
590         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
591 #undef WRT_SYSCTL
592
593         return 0;
594 }
595 #endif
596
597 /*
598  * delta /= w
599  */
600 static inline u64 calc_delta_fair(u64 delta, struct sched_entity *se)
601 {
602         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
603                 delta = __calc_delta(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
604
605         return delta;
606 }
607
608 /*
609  * The idea is to set a period in which each task runs once.
610  *
611  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
612  * this period because otherwise the slices get too small.
613  *
614  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
615  */
616 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
617 {
618         u64 period = sysctl_sched_latency;
619         unsigned long nr_latency = sched_nr_latency;
620
621         if (unlikely(nr_running > nr_latency)) {
622                 period = sysctl_sched_min_granularity;
623                 period *= nr_running;
624         }
625
626         return period;
627 }
628
629 /*
630  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
631  * proportional to the weight.
632  *
633  * s = p*P[w/rw]
634  */
635 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
636 {
637         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
638
639         for_each_sched_entity(se) {
640                 struct load_weight *load;
641                 struct load_weight lw;
642
643                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
644                 load = &cfs_rq->load;
645
646                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
647                         lw = cfs_rq->load;
648
649                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
650                         load = &lw;
651                 }
652                 slice = __calc_delta(slice, se->load.weight, load);
653         }
654         return slice;
655 }
656
657 /*
658  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
659  *
660  * vs = s/w
661  */
662 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
663 {
664         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
665 }
666
667 #ifdef CONFIG_SMP
668 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
669
670 static inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se);
671
672 /* Give new task start runnable values to heavy its load in infant time */
673 void init_task_runnable_average(struct task_struct *p)
674 {
675         u32 slice;
676
677         p->se.avg.decay_count = 0;
678         slice = sched_slice(task_cfs_rq(p), &p->se) >> 10;
679         p->se.avg.runnable_avg_sum = slice;
680         p->se.avg.runnable_avg_period = slice;
681         __update_task_entity_contrib(&p->se);
682 }
683 #else
684 void init_task_runnable_average(struct task_struct *p)
685 {
686 }
687 #endif
688
689 /*
690  * Update the current task's runtime statistics.
691  */
692 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
693 {
694         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
695         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
696         u64 delta_exec;
697
698         if (unlikely(!curr))
699                 return;
700
701         delta_exec = now - curr->exec_start;
702         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
703                 return;
704
705         curr->exec_start = now;
706
707         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
708                       max(delta_exec, curr->statistics.exec_max));
709
710         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
711         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
712
713         curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
714         update_min_vruntime(cfs_rq);
715
716         if (entity_is_task(curr)) {
717                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
718
719                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
720                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
721                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
722         }
723
724         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
725 }
726
727 static inline void
728 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
729 {
730         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
731 }
732
733 /*
734  * Task is being enqueued - update stats:
735  */
736 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
737 {
738         /*
739          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
740          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
741          */
742         if (se != cfs_rq->curr)
743                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
744 }
745
746 static void
747 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
748 {
749         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
750                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start));
751         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
752         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
753                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
754 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
755         if (entity_is_task(se)) {
756                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
757                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
758         }
759 #endif
760         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
761 }
762
763 static inline void
764 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
765 {
766         /*
767          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
768          * waiting task:
769          */
770         if (se != cfs_rq->curr)
771                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
772 }
773
774 /*
775  * We are picking a new current task - update its stats:
776  */
777 static inline void
778 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
779 {
780         /*
781          * We are starting a new run period:
782          */
783         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
784 }
785
786 /**************************************************
787  * Scheduling class queueing methods:
788  */
789
790 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
791 /*
792  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
793  * calculated based on the tasks virtual memory size and
794  * numa_balancing_scan_size.
795  */
796 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
797 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
798
799 /* Portion of address space to scan in MB */
800 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
801
802 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
803 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
804
805 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
806 {
807         unsigned long rss = 0;
808         unsigned long nr_scan_pages;
809
810         /*
811          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
812          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
813          * on resident pages
814          */
815         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
816         rss = get_mm_rss(p->mm);
817         if (!rss)
818                 rss = nr_scan_pages;
819
820         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
821         return rss / nr_scan_pages;
822 }
823
824 /* For sanitys sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
825 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
826
827 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
828 {
829         unsigned int scan, floor;
830         unsigned int windows = 1;
831
832         if (sysctl_numa_balancing_scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
833                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / sysctl_numa_balancing_scan_size;
834         floor = 1000 / windows;
835
836         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
837         return max_t(unsigned int, floor, scan);
838 }
839
840 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
841 {
842         unsigned int smin = task_scan_min(p);
843         unsigned int smax;
844
845         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
846         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
847         return max(smin, smax);
848 }
849
850 static void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
851 {
852         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != -1);
853         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
854 }
855
856 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
857 {
858         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != -1);
859         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
860 }
861
862 struct numa_group {
863         atomic_t refcount;
864
865         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
866         int nr_tasks;
867         pid_t gid;
868         struct list_head task_list;
869
870         struct rcu_head rcu;
871         nodemask_t active_nodes;
872         unsigned long total_faults;
873         /*
874          * Faults_cpu is used to decide whether memory should move
875          * towards the CPU. As a consequence, these stats are weighted
876          * more by CPU use than by memory faults.
877          */
878         unsigned long *faults_cpu;
879         unsigned long faults[0];
880 };
881
882 /* Shared or private faults. */
883 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES 2
884
885 /* Memory and CPU locality */
886 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS (NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * 2)
887
888 /* Averaged statistics, and temporary buffers. */
889 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS (NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * 2)
890
891 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
892 {
893         return p->numa_group ? p->numa_group->gid : 0;
894 }
895
896 static inline int task_faults_idx(int nid, int priv)
897 {
898         return NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * nid + priv;
899 }
900
901 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
902 {
903         if (!p->numa_faults_memory)
904                 return 0;
905
906         return p->numa_faults_memory[task_faults_idx(nid, 0)] +
907                 p->numa_faults_memory[task_faults_idx(nid, 1)];
908 }
909
910 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
911 {
912         if (!p->numa_group)
913                 return 0;
914
915         return p->numa_group->faults[task_faults_idx(nid, 0)] +
916                 p->numa_group->faults[task_faults_idx(nid, 1)];
917 }
918
919 static inline unsigned long group_faults_cpu(struct numa_group *group, int nid)
920 {
921         return group->faults_cpu[task_faults_idx(nid, 0)] +
922                 group->faults_cpu[task_faults_idx(nid, 1)];
923 }
924
925 /*
926  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
927  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
928  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
929  * evenly spread out between numa nodes.
930  */
931 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid)
932 {
933         unsigned long total_faults;
934
935         if (!p->numa_faults_memory)
936                 return 0;
937
938         total_faults = p->total_numa_faults;
939
940         if (!total_faults)
941                 return 0;
942
943         return 1000 * task_faults(p, nid) / total_faults;
944 }
945
946 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid)
947 {
948         if (!p->numa_group || !p->numa_group->total_faults)
949                 return 0;
950
951         return 1000 * group_faults(p, nid) / p->numa_group->total_faults;
952 }
953
954 bool should_numa_migrate_memory(struct task_struct *p, struct page * page,
955                                 int src_nid, int dst_cpu)
956 {
957         struct numa_group *ng = p->numa_group;
958         int dst_nid = cpu_to_node(dst_cpu);
959         int last_cpupid, this_cpupid;
960
961         this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(dst_cpu, current->pid);
962
963         /*
964          * Multi-stage node selection is used in conjunction with a periodic
965          * migration fault to build a temporal task<->page relation. By using
966          * a two-stage filter we remove short/unlikely relations.
967          *
968          * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist probability, we can equate
969          * a task's usage of a particular page (n_p) per total usage of this
970          * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
971          *
972          * Our periodic faults will sample this probability and getting the
973          * same result twice in a row, given these samples are fully
974          * independent, is then given by P(n)^2, provided our sample period
975          * is sufficiently short compared to the usage pattern.
976          *
977          * This quadric squishes small probabilities, making it less likely we
978          * act on an unlikely task<->page relation.
979          */
980         last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
981         if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) &&
982                                 cpupid_to_nid(last_cpupid) != dst_nid)
983                 return false;
984
985         /* Always allow migrate on private faults */
986         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
987                 return true;
988
989         /* A shared fault, but p->numa_group has not been set up yet. */
990         if (!ng)
991                 return true;
992
993         /*
994          * Do not migrate if the destination is not a node that
995          * is actively used by this numa group.
996          */
997         if (!node_isset(dst_nid, ng->active_nodes))
998                 return false;
999
1000         /*
1001          * Source is a node that is not actively used by this
1002          * numa group, while the destination is. Migrate.
1003          */
1004         if (!node_isset(src_nid, ng->active_nodes))
1005                 return true;
1006
1007         /*
1008          * Both source and destination are nodes in active
1009          * use by this numa group. Maximize memory bandwidth
1010          * by migrating from more heavily used groups, to less
1011          * heavily used ones, spreading the load around.
1012          * Use a 1/4 hysteresis to avoid spurious page movement.
1013          */
1014         return group_faults(p, dst_nid) < (group_faults(p, src_nid) * 3 / 4);
1015 }
1016
1017 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu);
1018 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
1019 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
1020 static unsigned long power_of(int cpu);
1021 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg);
1022
1023 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
1024 struct numa_stats {
1025         unsigned long nr_running;
1026         unsigned long load;
1027
1028         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
1029         unsigned long power;
1030
1031         /* Approximate capacity in terms of runnable tasks on a node */
1032         unsigned long capacity;
1033         int has_capacity;
1034 };
1035
1036 /*
1037  * XXX borrowed from update_sg_lb_stats
1038  */
1039 static void update_numa_stats(struct numa_stats *ns, int nid)
1040 {
1041         int cpu, cpus = 0;
1042
1043         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1044         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1045                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1046
1047                 ns->nr_running += rq->nr_running;
1048                 ns->load += weighted_cpuload(cpu);
1049                 ns->power += power_of(cpu);
1050
1051                 cpus++;
1052         }
1053
1054         /*
1055          * If we raced with hotplug and there are no CPUs left in our mask
1056          * the @ns structure is NULL'ed and task_numa_compare() will
1057          * not find this node attractive.
1058          *
1059          * We'll either bail at !has_capacity, or we'll detect a huge imbalance
1060          * and bail there.
1061          */
1062         if (!cpus)
1063                 return;
1064
1065         ns->load = (ns->load * SCHED_POWER_SCALE) / ns->power;
1066         ns->capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(ns->power, SCHED_POWER_SCALE);
1067         ns->has_capacity = (ns->nr_running < ns->capacity);
1068 }
1069
1070 struct task_numa_env {
1071         struct task_struct *p;
1072
1073         int src_cpu, src_nid;
1074         int dst_cpu, dst_nid;
1075
1076         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1077
1078         int imbalance_pct;
1079
1080         struct task_struct *best_task;
1081         long best_imp;
1082         int best_cpu;
1083 };
1084
1085 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1086                              struct task_struct *p, long imp)
1087 {
1088         if (env->best_task)
1089                 put_task_struct(env->best_task);
1090         if (p)
1091                 get_task_struct(p);
1092
1093         env->best_task = p;
1094         env->best_imp = imp;
1095         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1096 }
1097
1098 static bool load_too_imbalanced(long orig_src_load, long orig_dst_load,
1099                                 long src_load, long dst_load,
1100                                 struct task_numa_env *env)
1101 {
1102         long imb, old_imb;
1103
1104         /* We care about the slope of the imbalance, not the direction. */
1105         if (dst_load < src_load)
1106                 swap(dst_load, src_load);
1107
1108         /* Is the difference below the threshold? */
1109         imb = dst_load * 100 - src_load * env->imbalance_pct;
1110         if (imb <= 0)
1111                 return false;
1112
1113         /*
1114          * The imbalance is above the allowed threshold.
1115          * Compare it with the old imbalance.
1116          */
1117         if (orig_dst_load < orig_src_load)
1118                 swap(orig_dst_load, orig_src_load);
1119
1120         old_imb = orig_dst_load * 100 - orig_src_load * env->imbalance_pct;
1121
1122         /* Would this change make things worse? */
1123         return (old_imb > imb);
1124 }
1125
1126 /*
1127  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1128  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1129  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1130  * be exchanged with the source task
1131  */
1132 static void task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1133                               long taskimp, long groupimp)
1134 {
1135         struct rq *src_rq = cpu_rq(env->src_cpu);
1136         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1137         struct task_struct *cur;
1138         long orig_src_load, src_load;
1139         long orig_dst_load, dst_load;
1140         long load;
1141         long imp = (groupimp > 0) ? groupimp : taskimp;
1142
1143         rcu_read_lock();
1144         cur = ACCESS_ONCE(dst_rq->curr);
1145         if (cur->pid == 0) /* idle */
1146                 cur = NULL;
1147
1148         /*
1149          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1150          * source and destination node. Calculate the total differential for
1151          * the source task and potential destination task. The more negative
1152          * the value is, the more rmeote accesses that would be expected to
1153          * be incurred if the tasks were swapped.
1154          */
1155         if (cur) {
1156                 /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu */
1157                 if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, tsk_cpus_allowed(cur)))
1158                         goto unlock;
1159
1160                 /*
1161                  * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1162                  * in any group then look only at task weights.
1163                  */
1164                 if (cur->numa_group == env->p->numa_group) {
1165                         imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid) -
1166                               task_weight(cur, env->dst_nid);
1167                         /*
1168                          * Add some hysteresis to prevent swapping the
1169                          * tasks within a group over tiny differences.
1170                          */
1171                         if (cur->numa_group)
1172                                 imp -= imp/16;
1173                 } else {
1174                         /*
1175                          * Compare the group weights. If a task is all by
1176                          * itself (not part of a group), use the task weight
1177                          * instead.
1178                          */
1179                         if (env->p->numa_group)
1180                                 imp = groupimp;
1181                         else
1182                                 imp = taskimp;
1183
1184                         if (cur->numa_group)
1185                                 imp += group_weight(cur, env->src_nid) -
1186                                        group_weight(cur, env->dst_nid);
1187                         else
1188                                 imp += task_weight(cur, env->src_nid) -
1189                                        task_weight(cur, env->dst_nid);
1190                 }
1191         }
1192
1193         if (imp < env->best_imp)
1194                 goto unlock;
1195
1196         if (!cur) {
1197                 /* Is there capacity at our destination? */
1198                 if (env->src_stats.has_capacity &&
1199                     !env->dst_stats.has_capacity)
1200                         goto unlock;
1201
1202                 goto balance;
1203         }
1204
1205         /* Balance doesn't matter much if we're running a task per cpu */
1206         if (src_rq->nr_running == 1 && dst_rq->nr_running == 1)
1207                 goto assign;
1208
1209         /*
1210          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1211          */
1212 balance:
1213         orig_dst_load = env->dst_stats.load;
1214         orig_src_load = env->src_stats.load;
1215
1216         /* XXX missing power terms */
1217         load = task_h_load(env->p);
1218         dst_load = orig_dst_load + load;
1219         src_load = orig_src_load - load;
1220
1221         if (cur) {
1222                 load = task_h_load(cur);
1223                 dst_load -= load;
1224                 src_load += load;
1225         }
1226
1227         if (load_too_imbalanced(orig_src_load, orig_dst_load,
1228                                 src_load, dst_load, env))
1229                 goto unlock;
1230
1231 assign:
1232         task_numa_assign(env, cur, imp);
1233 unlock:
1234         rcu_read_unlock();
1235 }
1236
1237 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1238                                 long taskimp, long groupimp)
1239 {
1240         int cpu;
1241
1242         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1243                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1244                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(env->p)))
1245                         continue;
1246
1247                 env->dst_cpu = cpu;
1248                 task_numa_compare(env, taskimp, groupimp);
1249         }
1250 }
1251
1252 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1253 {
1254         struct task_numa_env env = {
1255                 .p = p,
1256
1257                 .src_cpu = task_cpu(p),
1258                 .src_nid = task_node(p),
1259
1260                 .imbalance_pct = 112,
1261
1262                 .best_task = NULL,
1263                 .best_imp = 0,
1264                 .best_cpu = -1
1265         };
1266         struct sched_domain *sd;
1267         unsigned long taskweight, groupweight;
1268         int nid, ret;
1269         long taskimp, groupimp;
1270
1271         /*
1272          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1273          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1274          *
1275          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1276          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1277          * to satisfy here.
1278          */
1279         rcu_read_lock();
1280         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1281         if (sd)
1282                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1283         rcu_read_unlock();
1284
1285         /*
1286          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
1287          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
1288          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
1289          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
1290          */
1291         if (unlikely(!sd)) {
1292                 p->numa_preferred_nid = task_node(p);
1293                 return -EINVAL;
1294         }
1295
1296         taskweight = task_weight(p, env.src_nid);
1297         groupweight = group_weight(p, env.src_nid);
1298         update_numa_stats(&env.src_stats, env.src_nid);
1299         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
1300         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid) - taskweight;
1301         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid) - groupweight;
1302         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1303
1304         /* If the preferred nid has capacity, try to use it. */
1305         if (env.dst_stats.has_capacity)
1306                 task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1307
1308         /* No space available on the preferred nid. Look elsewhere. */
1309         if (env.best_cpu == -1) {
1310                 for_each_online_node(nid) {
1311                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
1312                                 continue;
1313
1314                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
1315                         taskimp = task_weight(p, nid) - taskweight;
1316                         groupimp = group_weight(p, nid) - groupweight;
1317                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
1318                                 continue;
1319
1320                         env.dst_nid = nid;
1321                         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1322                         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1323                 }
1324         }
1325
1326         /* No better CPU than the current one was found. */
1327         if (env.best_cpu == -1)
1328                 return -EAGAIN;
1329
1330         /*
1331          * If the task is part of a workload that spans multiple NUMA nodes,
1332          * and is migrating into one of the workload's active nodes, remember
1333          * this node as the task's preferred numa node, so the workload can
1334          * settle down.
1335          * A task that migrated to a second choice node will be better off
1336          * trying for a better one later. Do not set the preferred node here.
1337          */
1338         if (p->numa_group && node_isset(env.dst_nid, p->numa_group->active_nodes))
1339                 sched_setnuma(p, env.dst_nid);
1340
1341         /*
1342          * Reset the scan period if the task is being rescheduled on an
1343          * alternative node to recheck if the tasks is now properly placed.
1344          */
1345         p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1346
1347         if (env.best_task == NULL) {
1348                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
1349                 if (ret != 0)
1350                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_cpu);
1351                 return ret;
1352         }
1353
1354         ret = migrate_swap(p, env.best_task);
1355         if (ret != 0)
1356                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, task_cpu(env.best_task));
1357         put_task_struct(env.best_task);
1358         return ret;
1359 }
1360
1361 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
1362 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
1363 {
1364         unsigned long interval = HZ;
1365
1366         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
1367         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == -1 || !p->numa_faults_memory))
1368                 return;
1369
1370         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
1371         interval = min(interval, msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period) / 16);
1372         p->numa_migrate_retry = jiffies + interval;
1373
1374         /* Success if task is already running on preferred CPU */
1375         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
1376                 return;
1377
1378         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
1379         task_numa_migrate(p);
1380 }
1381
1382 /*
1383  * Find the nodes on which the workload is actively running. We do this by
1384  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
1385  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
1386  * located.
1387  *
1388  * The bitmask is used to make smarter decisions on when to do NUMA page
1389  * migrations, To prevent flip-flopping, and excessive page migrations, nodes
1390  * are added when they cause over 6/16 of the maximum number of faults, but
1391  * only removed when they drop below 3/16.
1392  */
1393 static void update_numa_active_node_mask(struct numa_group *numa_group)
1394 {
1395         unsigned long faults, max_faults = 0;
1396         int nid;
1397
1398         for_each_online_node(nid) {
1399                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1400                 if (faults > max_faults)
1401                         max_faults = faults;
1402         }
1403
1404         for_each_online_node(nid) {
1405                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1406                 if (!node_isset(nid, numa_group->active_nodes)) {
1407                         if (faults > max_faults * 6 / 16)
1408                                 node_set(nid, numa_group->active_nodes);
1409                 } else if (faults < max_faults * 3 / 16)
1410                         node_clear(nid, numa_group->active_nodes);
1411         }
1412 }
1413
1414 /*
1415  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
1416  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
1417  * period will be for the next scan window. If local/remote ratio is below
1418  * NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS) the
1419  * scan period will decrease
1420  */
1421 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
1422 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 3
1423
1424 /*
1425  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
1426  * our memory is already on our local node, or if the majority of
1427  * the page accesses are shared with other processes.
1428  * Otherwise, decrease the scan period.
1429  */
1430 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
1431                         unsigned long shared, unsigned long private)
1432 {
1433         unsigned int period_slot;
1434         int ratio;
1435         int diff;
1436
1437         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
1438         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
1439
1440         /*
1441          * If there were no record hinting faults then either the task is
1442          * completely idle or all activity is areas that are not of interest
1443          * to automatic numa balancing. Scan slower
1444          */
1445         if (local + shared == 0) {
1446                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1447                         p->numa_scan_period << 1);
1448
1449                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
1450                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1451
1452                 return;
1453         }
1454
1455         /*
1456          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
1457          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
1458          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
1459          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
1460          */
1461         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
1462         ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
1463         if (ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
1464                 int slot = ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
1465                 if (!slot)
1466                         slot = 1;
1467                 diff = slot * period_slot;
1468         } else {
1469                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
1470
1471                 /*
1472                  * Scale scan rate increases based on sharing. There is an
1473                  * inverse relationship between the degree of sharing and
1474                  * the adjustment made to the scanning period. Broadly
1475                  * speaking the intent is that there is little point
1476                  * scanning faster if shared accesses dominate as it may
1477                  * simply bounce migrations uselessly
1478                  */
1479                 ratio = DIV_ROUND_UP(private * NUMA_PERIOD_SLOTS, (private + shared));
1480                 diff = (diff * ratio) / NUMA_PERIOD_SLOTS;
1481         }
1482
1483         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
1484                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
1485         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
1486 }
1487
1488 /*
1489  * Get the fraction of time the task has been running since the last
1490  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
1491  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
1492  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
1493  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
1494  */
1495 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
1496 {
1497         u64 runtime, delta, now;
1498         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
1499         now = p->se.exec_start;
1500         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1501
1502         if (p->last_task_numa_placement) {
1503                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
1504                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
1505         } else {
1506                 delta = p->se.avg.runnable_avg_sum;
1507                 *period = p->se.avg.runnable_avg_period;
1508         }
1509
1510         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
1511         p->last_task_numa_placement = now;
1512
1513         return delta;
1514 }
1515
1516 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
1517 {
1518         int seq, nid, max_nid = -1, max_group_nid = -1;
1519         unsigned long max_faults = 0, max_group_faults = 0;
1520         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
1521         unsigned long total_faults;
1522         u64 runtime, period;
1523         spinlock_t *group_lock = NULL;
1524
1525         seq = ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
1526         if (p->numa_scan_seq == seq)
1527                 return;
1528         p->numa_scan_seq = seq;
1529         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1530
1531         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
1532                        p->numa_faults_locality[1];
1533         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
1534
1535         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
1536         if (p->numa_group) {
1537                 group_lock = &p->numa_group->lock;
1538                 spin_lock_irq(group_lock);
1539         }
1540
1541         /* Find the node with the highest number of faults */
1542         for_each_online_node(nid) {
1543                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
1544                 int priv, i;
1545
1546                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
1547                         long diff, f_diff, f_weight;
1548
1549                         i = task_faults_idx(nid, priv);
1550
1551                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
1552                         diff = p->numa_faults_buffer_memory[i] - p->numa_faults_memory[i] / 2;
1553                         fault_types[priv] += p->numa_faults_buffer_memory[i];
1554                         p->numa_faults_buffer_memory[i] = 0;
1555
1556                         /*
1557                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
1558                          * count according to CPU use, instead of by the raw
1559                          * number of faults. Tasks with little runtime have
1560                          * little over-all impact on throughput, and thus their
1561                          * faults are less important.
1562                          */
1563                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
1564                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults_buffer_cpu[i]) /
1565                                    (total_faults + 1);
1566                         f_diff = f_weight - p->numa_faults_cpu[i] / 2;
1567                         p->numa_faults_buffer_cpu[i] = 0;
1568
1569                         p->numa_faults_memory[i] += diff;
1570                         p->numa_faults_cpu[i] += f_diff;
1571                         faults += p->numa_faults_memory[i];
1572                         p->total_numa_faults += diff;
1573                         if (p->numa_group) {
1574                                 /* safe because we can only change our own group */
1575                                 p->numa_group->faults[i] += diff;
1576                                 p->numa_group->faults_cpu[i] += f_diff;
1577                                 p->numa_group->total_faults += diff;
1578                                 group_faults += p->numa_group->faults[i];
1579                         }
1580                 }
1581
1582                 if (faults > max_faults) {
1583                         max_faults = faults;
1584                         max_nid = nid;
1585                 }
1586
1587                 if (group_faults > max_group_faults) {
1588                         max_group_faults = group_faults;
1589                         max_group_nid = nid;
1590                 }
1591         }
1592
1593         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
1594
1595         if (p->numa_group) {
1596                 update_numa_active_node_mask(p->numa_group);
1597                 /*
1598                  * If the preferred task and group nids are different,
1599                  * iterate over the nodes again to find the best place.
1600                  */
1601                 if (max_nid != max_group_nid) {
1602                         unsigned long weight, max_weight = 0;
1603
1604                         for_each_online_node(nid) {
1605                                 weight = task_weight(p, nid) + group_weight(p, nid);
1606                                 if (weight > max_weight) {
1607                                         max_weight = weight;
1608                                         max_nid = nid;
1609                                 }
1610                         }
1611                 }
1612
1613                 spin_unlock_irq(group_lock);
1614         }
1615
1616         /* Preferred node as the node with the most faults */
1617         if (max_faults && max_nid != p->numa_preferred_nid) {
1618                 /* Update the preferred nid and migrate task if possible */
1619                 sched_setnuma(p, max_nid);
1620                 numa_migrate_preferred(p);
1621         }
1622 }
1623
1624 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
1625 {
1626         return atomic_inc_not_zero(&grp->refcount);
1627 }
1628
1629 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
1630 {
1631         if (atomic_dec_and_test(&grp->refcount))
1632                 kfree_rcu(grp, rcu);
1633 }
1634
1635 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
1636                         int *priv)
1637 {
1638         struct numa_group *grp, *my_grp;
1639         struct task_struct *tsk;
1640         bool join = false;
1641         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
1642         int i;
1643
1644         if (unlikely(!p->numa_group)) {
1645                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
1646                                     4*nr_node_ids*sizeof(unsigned long);
1647
1648                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
1649                 if (!grp)
1650                         return;
1651
1652                 atomic_set(&grp->refcount, 1);
1653                 spin_lock_init(&grp->lock);
1654                 INIT_LIST_HEAD(&grp->task_list);
1655                 grp->gid = p->pid;
1656                 /* Second half of the array tracks nids where faults happen */
1657                 grp->faults_cpu = grp->faults + NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES *
1658                                                 nr_node_ids;
1659
1660                 node_set(task_node(current), grp->active_nodes);
1661
1662                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
1663                         grp->faults[i] = p->numa_faults_memory[i];
1664
1665                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
1666
1667                 list_add(&p->numa_entry, &grp->task_list);
1668                 grp->nr_tasks++;
1669                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1670         }
1671
1672         rcu_read_lock();
1673         tsk = ACCESS_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
1674
1675         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
1676                 goto no_join;
1677
1678         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
1679         if (!grp)
1680                 goto no_join;
1681
1682         my_grp = p->numa_group;
1683         if (grp == my_grp)
1684                 goto no_join;
1685
1686         /*
1687          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
1688          * the other task will join us.
1689          */
1690         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
1691                 goto no_join;
1692
1693         /*
1694          * Tie-break on the grp address.
1695          */
1696         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
1697                 goto no_join;
1698
1699         /* Always join threads in the same process. */
1700         if (tsk->mm == current->mm)
1701                 join = true;
1702
1703         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
1704         if (flags & TNF_SHARED)
1705                 join = true;
1706
1707         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
1708         *priv = !join;
1709
1710         if (join && !get_numa_group(grp))
1711                 goto no_join;
1712
1713         rcu_read_unlock();
1714
1715         if (!join)
1716                 return;
1717
1718         BUG_ON(irqs_disabled());
1719         double_lock_irq(&my_grp->lock, &grp->lock);
1720
1721         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
1722                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults_memory[i];
1723                 grp->faults[i] += p->numa_faults_memory[i];
1724         }
1725         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
1726         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
1727
1728         list_move(&p->numa_entry, &grp->task_list);
1729         my_grp->nr_tasks--;
1730         grp->nr_tasks++;
1731
1732         spin_unlock(&my_grp->lock);
1733         spin_unlock_irq(&grp->lock);
1734
1735         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1736
1737         put_numa_group(my_grp);
1738         return;
1739
1740 no_join:
1741         rcu_read_unlock();
1742         return;
1743 }
1744
1745 void task_numa_free(struct task_struct *p)
1746 {
1747         struct numa_group *grp = p->numa_group;
1748         int i;
1749         void *numa_faults = p->numa_faults_memory;
1750
1751         if (grp) {
1752                 spin_lock_irq(&grp->lock);
1753                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
1754                         grp->faults[i] -= p->numa_faults_memory[i];
1755                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
1756
1757                 list_del(&p->numa_entry);
1758                 grp->nr_tasks--;
1759                 spin_unlock_irq(&grp->lock);
1760                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, NULL);
1761                 put_numa_group(grp);
1762         }
1763
1764         p->numa_faults_memory = NULL;
1765         p->numa_faults_buffer_memory = NULL;
1766         p->numa_faults_cpu= NULL;
1767         p->numa_faults_buffer_cpu = NULL;
1768         kfree(numa_faults);
1769 }
1770
1771 /*
1772  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
1773  */
1774 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
1775 {
1776         struct task_struct *p = current;
1777         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
1778         int cpu_node = task_node(current);
1779         int local = !!(flags & TNF_FAULT_LOCAL);
1780         int priv;
1781
1782         if (!numabalancing_enabled)
1783                 return;
1784
1785         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
1786         if (!p->mm)
1787                 return;
1788
1789         /* Do not worry about placement if exiting */
1790         if (p->state == TASK_DEAD)
1791                 return;
1792
1793         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
1794         if (unlikely(!p->numa_faults_memory)) {
1795                 int size = sizeof(*p->numa_faults_memory) *
1796                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
1797
1798                 p->numa_faults_memory = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
1799                 if (!p->numa_faults_memory)
1800                         return;
1801
1802                 BUG_ON(p->numa_faults_buffer_memory);
1803                 /*
1804                  * The averaged statistics, shared & private, memory & cpu,
1805                  * occupy the first half of the array. The second half of the
1806                  * array is for current counters, which are averaged into the
1807                  * first set by task_numa_placement.
1808                  */
1809                 p->numa_faults_cpu = p->numa_faults_memory + (2 * nr_node_ids);
1810                 p->numa_faults_buffer_memory = p->numa_faults_memory + (4 * nr_node_ids);
1811                 p->numa_faults_buffer_cpu = p->numa_faults_memory + (6 * nr_node_ids);
1812                 p->total_numa_faults = 0;
1813                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
1814         }
1815
1816         /*
1817          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
1818          * to be private if the accessing pid has not changed
1819          */
1820         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
1821                 priv = 1;
1822         } else {
1823                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
1824                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
1825                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
1826         }
1827
1828         /*
1829          * If a workload spans multiple NUMA nodes, a shared fault that
1830          * occurs wholly within the set of nodes that the workload is
1831          * actively using should be counted as local. This allows the
1832          * scan rate to slow down when a workload has settled down.
1833          */
1834         if (!priv && !local && p->numa_group &&
1835                         node_isset(cpu_node, p->numa_group->active_nodes) &&
1836                         node_isset(mem_node, p->numa_group->active_nodes))
1837                 local = 1;
1838
1839         task_numa_placement(p);
1840
1841         /*
1842          * Retry task to preferred node migration periodically, in case it
1843          * case it previously failed, or the scheduler moved us.
1844          */
1845         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry))
1846                 numa_migrate_preferred(p);
1847
1848         if (migrated)
1849                 p->numa_pages_migrated += pages;
1850
1851         p->numa_faults_buffer_memory[task_faults_idx(mem_node, priv)] += pages;
1852         p->numa_faults_buffer_cpu[task_faults_idx(cpu_node, priv)] += pages;
1853         p->numa_faults_locality[local] += pages;
1854 }
1855
1856 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
1857 {
1858         ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq)++;
1859         p->mm->numa_scan_offset = 0;
1860 }
1861
1862 /*
1863  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
1864  * Triggered from task_tick_numa().
1865  */
1866 void task_numa_work(struct callback_head *work)
1867 {
1868         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
1869         struct task_struct *p = current;
1870         struct mm_struct *mm = p->mm;
1871         struct vm_area_struct *vma;
1872         unsigned long start, end;
1873         unsigned long nr_pte_updates = 0;
1874         long pages;
1875
1876         WARN_ON_ONCE(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
1877
1878         work->next = work; /* protect against double add */
1879         /*
1880          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
1881          *
1882          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
1883          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
1884          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
1885          * work.
1886          */
1887         if (p->flags & PF_EXITING)
1888                 return;
1889
1890         if (!mm->numa_next_scan) {
1891                 mm->numa_next_scan = now +
1892                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
1893         }
1894
1895         /*
1896          * Enforce maximal scan/migration frequency..
1897          */
1898         migrate = mm->numa_next_scan;
1899         if (time_before(now, migrate))
1900                 return;
1901
1902         if (p->numa_scan_period == 0) {
1903                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1904                 p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1905         }
1906
1907         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1908         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
1909                 return;
1910
1911         /*
1912          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
1913          * the next time around.
1914          */
1915         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
1916
1917         start = mm->numa_scan_offset;
1918         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
1919         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
1920         if (!pages)
1921                 return;
1922
1923         down_read(&mm->mmap_sem);
1924         vma = find_vma(mm, start);
1925         if (!vma) {
1926                 reset_ptenuma_scan(p);
1927                 start = 0;
1928                 vma = mm->mmap;
1929         }
1930         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
1931                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(p, vma))
1932                         continue;
1933
1934                 /*
1935                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
1936                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
1937                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
1938                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
1939                  */
1940                 if (!vma->vm_mm ||
1941                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
1942                         continue;
1943
1944                 /*
1945                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
1946                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
1947                  */
1948                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
1949                         continue;
1950
1951                 do {
1952                         start = max(start, vma->vm_start);
1953                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
1954                         end = min(end, vma->vm_end);
1955                         nr_pte_updates += change_prot_numa(vma, start, end);
1956
1957                         /*
1958                          * Scan sysctl_numa_balancing_scan_size but ensure that
1959                          * at least one PTE is updated so that unused virtual
1960                          * address space is quickly skipped.
1961                          */
1962                         if (nr_pte_updates)
1963                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
1964
1965                         start = end;
1966                         if (pages <= 0)
1967                                 goto out;
1968
1969                         cond_resched();
1970                 } while (end != vma->vm_end);
1971         }
1972
1973 out:
1974         /*
1975          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
1976          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
1977          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
1978          * scanner to the start so check it now.
1979          */
1980         if (vma)
1981                 mm->numa_scan_offset = start;
1982         else
1983                 reset_ptenuma_scan(p);
1984         up_read(&mm->mmap_sem);
1985 }
1986
1987 /*
1988  * Drive the periodic memory faults..
1989  */
1990 void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1991 {
1992         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
1993         u64 period, now;
1994
1995         /*
1996          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
1997          */
1998         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
1999                 return;
2000
2001         /*
2002          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
2003          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
2004          * task needs to have done some actual work before we bother with
2005          * NUMA placement.
2006          */
2007         now = curr->se.sum_exec_runtime;
2008         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
2009
2010         if (now - curr->node_stamp > period) {
2011                 if (!curr->node_stamp)
2012                         curr->numa_scan_period = task_scan_min(curr);
2013                 curr->node_stamp += period;
2014
2015                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
2016                         init_task_work(work, task_numa_work); /* TODO: move this into sched_fork() */
2017                         task_work_add(curr, work, true);
2018                 }
2019         }
2020 }
2021 #else
2022 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2023 {
2024 }
2025
2026 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2027 {
2028 }
2029
2030 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2031 {
2032 }
2033 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2034
2035 static void
2036 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2037 {
2038         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2039         if (!parent_entity(se))
2040                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2041 #ifdef CONFIG_SMP
2042         if (entity_is_task(se)) {
2043                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2044
2045                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
2046                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
2047         }
2048 #endif
2049         cfs_rq->nr_running++;
2050 }
2051
2052 static void
2053 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2054 {
2055         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2056         if (!parent_entity(se))
2057                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2058         if (entity_is_task(se)) {
2059                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
2060                 list_del_init(&se->group_node);
2061         }
2062         cfs_rq->nr_running--;
2063 }
2064
2065 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2066 # ifdef CONFIG_SMP
2067 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
2068 {
2069         long tg_weight;
2070
2071         /*
2072          * Use this CPU's actual weight instead of the last load_contribution
2073          * to gain a more accurate current total weight. See
2074          * update_cfs_rq_load_contribution().
2075          */
2076         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
2077         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_contrib;
2078         tg_weight += cfs_rq->load.weight;
2079
2080         return tg_weight;
2081 }
2082
2083 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2084 {
2085         long tg_weight, load, shares;
2086
2087         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
2088         load = cfs_rq->load.weight;
2089
2090         shares = (tg->shares * load);
2091         if (tg_weight)
2092                 shares /= tg_weight;
2093
2094         if (shares < MIN_SHARES)
2095                 shares = MIN_SHARES;
2096         if (shares > tg->shares)
2097                 shares = tg->shares;
2098
2099         return shares;
2100 }
2101 # else /* CONFIG_SMP */
2102 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2103 {
2104         return tg->shares;
2105 }
2106 # endif /* CONFIG_SMP */
2107 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
2108                             unsigned long weight)
2109 {
2110         if (se->on_rq) {
2111                 /* commit outstanding execution time */
2112                 if (cfs_rq->curr == se)
2113                         update_curr(cfs_rq);
2114                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2115         }
2116
2117         update_load_set(&se->load, weight);
2118
2119         if (se->on_rq)
2120                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2121 }
2122
2123 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
2124
2125 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2126 {
2127         struct task_group *tg;
2128         struct sched_entity *se;
2129         long shares;
2130
2131         tg = cfs_rq->tg;
2132         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
2133         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
2134                 return;
2135 #ifndef CONFIG_SMP
2136         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
2137                 return;
2138 #endif
2139         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
2140
2141         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
2142 }
2143 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2144 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2145 {
2146 }
2147 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2148
2149 #ifdef CONFIG_SMP
2150 /*
2151  * We choose a half-life close to 1 scheduling period.
2152  * Note: The tables below are dependent on this value.
2153  */
2154 #define LOAD_AVG_PERIOD 32
2155 #define LOAD_AVG_MAX 47742 /* maximum possible load avg */
2156 #define LOAD_AVG_MAX_N 345 /* number of full periods to produce LOAD_MAX_AVG */
2157
2158 /* Precomputed fixed inverse multiplies for multiplication by y^n */
2159 static const u32 runnable_avg_yN_inv[] = {
2160         0xffffffff, 0xfa83b2da, 0xf5257d14, 0xefe4b99a, 0xeac0c6e6, 0xe5b906e6,
2161         0xe0ccdeeb, 0xdbfbb796, 0xd744fcc9, 0xd2a81d91, 0xce248c14, 0xc9b9bd85,
2162         0xc5672a10, 0xc12c4cc9, 0xbd08a39e, 0xb8fbaf46, 0xb504f333, 0xb123f581,
2163         0xad583ee9, 0xa9a15ab4, 0xa5fed6a9, 0xa2704302, 0x9ef5325f, 0x9b8d39b9,
2164         0x9837f050, 0x94f4efa8, 0x91c3d373, 0x8ea4398a, 0x8b95c1e3, 0x88980e80,
2165         0x85aac367, 0x82cd8698,
2166 };
2167
2168 /*
2169  * Precomputed \Sum y^k { 1<=k<=n }.  These are floor(true_value) to prevent
2170  * over-estimates when re-combining.
2171  */
2172 static const u32 runnable_avg_yN_sum[] = {
2173             0, 1002, 1982, 2941, 3880, 4798, 5697, 6576, 7437, 8279, 9103,
2174          9909,10698,11470,12226,12966,13690,14398,15091,15769,16433,17082,
2175         17718,18340,18949,19545,20128,20698,21256,21802,22336,22859,23371,
2176 };
2177
2178 /*
2179  * Approximate:
2180  *   val * y^n,    where y^32 ~= 0.5 (~1 scheduling period)
2181  */
2182 static __always_inline u64 decay_load(u64 val, u64 n)
2183 {
2184         unsigned int local_n;
2185
2186         if (!n)
2187                 return val;
2188         else if (unlikely(n > LOAD_AVG_PERIOD * 63))
2189                 return 0;
2190
2191         /* after bounds checking we can collapse to 32-bit */
2192         local_n = n;
2193
2194         /*
2195          * As y^PERIOD = 1/2, we can combine
2196          *    y^n = 1/2^(n/PERIOD) * k^(n%PERIOD)
2197          * With a look-up table which covers k^n (n<PERIOD)
2198          *
2199          * To achieve constant time decay_load.
2200          */
2201         if (unlikely(local_n >= LOAD_AVG_PERIOD)) {
2202                 val >>= local_n / LOAD_AVG_PERIOD;
2203                 local_n %= LOAD_AVG_PERIOD;
2204         }
2205
2206         val *= runnable_avg_yN_inv[local_n];
2207         /* We don't use SRR here since we always want to round down. */
2208         return val >> 32;
2209 }
2210
2211 /*
2212  * For updates fully spanning n periods, the contribution to runnable
2213  * average will be: \Sum 1024*y^n
2214  *
2215  * We can compute this reasonably efficiently by combining:
2216  *   y^PERIOD = 1/2 with precomputed \Sum 1024*y^n {for  n <PERIOD}
2217  */
2218 static u32 __compute_runnable_contrib(u64 n)
2219 {
2220         u32 contrib = 0;
2221
2222         if (likely(n <= LOAD_AVG_PERIOD))
2223                 return runnable_avg_yN_sum[n];
2224         else if (unlikely(n >= LOAD_AVG_MAX_N))
2225                 return LOAD_AVG_MAX;
2226
2227         /* Compute \Sum k^n combining precomputed values for k^i, \Sum k^j */
2228         do {
2229                 contrib /= 2; /* y^LOAD_AVG_PERIOD = 1/2 */
2230                 contrib += runnable_avg_yN_sum[LOAD_AVG_PERIOD];
2231
2232                 n -= LOAD_AVG_PERIOD;
2233         } while (n > LOAD_AVG_PERIOD);
2234
2235         contrib = decay_load(contrib, n);
2236         return contrib + runnable_avg_yN_sum[n];
2237 }
2238
2239 /*
2240  * We can represent the historical contribution to runnable average as the
2241  * coefficients of a geometric series.  To do this we sub-divide our runnable
2242  * history into segments of approximately 1ms (1024us); label the segment that
2243  * occurred N-ms ago p_N, with p_0 corresponding to the current period, e.g.
2244  *
2245  * [<- 1024us ->|<- 1024us ->|<- 1024us ->| ...
2246  *      p0            p1           p2
2247  *     (now)       (~1ms ago)  (~2ms ago)
2248  *
2249  * Let u_i denote the fraction of p_i that the entity was runnable.
2250  *
2251  * We then designate the fractions u_i as our co-efficients, yielding the
2252  * following representation of historical load:
2253  *   u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + u_3*y^3 + ...
2254  *
2255  * We choose y based on the with of a reasonably scheduling period, fixing:
2256  *   y^32 = 0.5
2257  *
2258  * This means that the contribution to load ~32ms ago (u_32) will be weighted
2259  * approximately half as much as the contribution to load within the last ms
2260  * (u_0).
2261  *
2262  * When a period "rolls over" and we have new u_0`, multiplying the previous
2263  * sum again by y is sufficient to update:
2264  *   load_avg = u_0` + y*(u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... )
2265  *            = u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... [re-labeling u_i --> u_{i+1}]
2266  */
2267 static __always_inline int __update_entity_runnable_avg(u64 now,
2268                                                         struct sched_avg *sa,
2269                                                         int runnable)
2270 {
2271         u64 delta, periods;
2272         u32 runnable_contrib;
2273         int delta_w, decayed = 0;
2274
2275         delta = now - sa->last_runnable_update;
2276         /*
2277          * This should only happen when time goes backwards, which it
2278          * unfortunately does during sched clock init when we swap over to TSC.
2279          */
2280         if ((s64)delta < 0) {
2281                 sa->last_runnable_update = now;
2282                 return 0;
2283         }
2284
2285         /*
2286          * Use 1024ns as the unit of measurement since it's a reasonable
2287          * approximation of 1us and fast to compute.
2288          */
2289         delta >>= 10;
2290         if (!delta)
2291                 return 0;
2292         sa->last_runnable_update = now;
2293
2294         /* delta_w is the amount already accumulated against our next period */
2295         delta_w = sa->runnable_avg_period % 1024;
2296         if (delta + delta_w >= 1024) {
2297                 /* period roll-over */
2298                 decayed = 1;
2299
2300                 /*
2301                  * Now that we know we're crossing a period boundary, figure
2302                  * out how much from delta we need to complete the current
2303                  * period and accrue it.
2304                  */
2305                 delta_w = 1024 - delta_w;
2306                 if (runnable)
2307                         sa->runnable_avg_sum += delta_w;
2308                 sa->runnable_avg_period += delta_w;
2309
2310                 delta -= delta_w;
2311
2312                 /* Figure out how many additional periods this update spans */
2313                 periods = delta / 1024;
2314                 delta %= 1024;
2315
2316                 sa->runnable_avg_sum = decay_load(sa->runnable_avg_sum,
2317                                                   periods + 1);
2318                 sa->runnable_avg_period = decay_load(sa->runnable_avg_period,
2319                                                      periods + 1);
2320
2321                 /* Efficiently calculate \sum (1..n_period) 1024*y^i */
2322                 runnable_contrib = __compute_runnable_contrib(periods);
2323                 if (runnable)
2324                         sa->runnable_avg_sum += runnable_contrib;
2325                 sa->runnable_avg_period += runnable_contrib;
2326         }
2327
2328         /* Remainder of delta accrued against u_0` */
2329         if (runnable)
2330                 sa->runnable_avg_sum += delta;
2331         sa->runnable_avg_period += delta;
2332
2333         return decayed;
2334 }
2335
2336 /* Synchronize an entity's decay with its parenting cfs_rq.*/
2337 static inline u64 __synchronize_entity_decay(struct sched_entity *se)
2338 {
2339         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2340         u64 decays = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
2341
2342         decays -= se->avg.decay_count;
2343         if (!decays)
2344                 return 0;
2345
2346         se->avg.load_avg_contrib = decay_load(se->avg.load_avg_contrib, decays);
2347         se->avg.decay_count = 0;
2348
2349         return decays;
2350 }
2351
2352 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2353 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2354                                                  int force_update)
2355 {
2356         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2357         long tg_contrib;
2358
2359         tg_contrib = cfs_rq->runnable_load_avg + cfs_rq->blocked_load_avg;
2360         tg_contrib -= cfs_rq->tg_load_contrib;
2361
2362         if (force_update || abs(tg_contrib) > cfs_rq->tg_load_contrib / 8) {
2363                 atomic_long_add(tg_contrib, &tg->load_avg);
2364                 cfs_rq->tg_load_contrib += tg_contrib;
2365         }
2366 }
2367
2368 /*
2369  * Aggregate cfs_rq runnable averages into an equivalent task_group
2370  * representation for computing load contributions.
2371  */
2372 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
2373                                                   struct cfs_rq *cfs_rq)
2374 {
2375         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2376         long contrib;
2377
2378         /* The fraction of a cpu used by this cfs_rq */
2379         contrib = div_u64((u64)sa->runnable_avg_sum << NICE_0_SHIFT,
2380                           sa->runnable_avg_period + 1);
2381         contrib -= cfs_rq->tg_runnable_contrib;
2382
2383         if (abs(contrib) > cfs_rq->tg_runnable_contrib / 64) {
2384                 atomic_add(contrib, &tg->runnable_avg);
2385                 cfs_rq->tg_runnable_contrib += contrib;
2386         }
2387 }
2388
2389 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se)
2390 {
2391         struct cfs_rq *cfs_rq = group_cfs_rq(se);
2392         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2393         int runnable_avg;
2394
2395         u64 contrib;
2396
2397         contrib = cfs_rq->tg_load_contrib * tg->shares;
2398         se->avg.load_avg_contrib = div_u64(contrib,
2399                                      atomic_long_read(&tg->load_avg) + 1);
2400
2401         /*
2402          * For group entities we need to compute a correction term in the case
2403          * that they are consuming <1 cpu so that we would contribute the same
2404          * load as a task of equal weight.
2405          *
2406          * Explicitly co-ordinating this measurement would be expensive, but
2407          * fortunately the sum of each cpus contribution forms a usable
2408          * lower-bound on the true value.
2409          *
2410          * Consider the aggregate of 2 contributions.  Either they are disjoint
2411          * (and the sum represents true value) or they are disjoint and we are
2412          * understating by the aggregate of their overlap.
2413          *
2414          * Extending this to N cpus, for a given overlap, the maximum amount we
2415          * understand is then n_i(n_i+1)/2 * w_i where n_i is the number of
2416          * cpus that overlap for this interval and w_i is the interval width.
2417          *
2418          * On a small machine; the first term is well-bounded which bounds the
2419          * total error since w_i is a subset of the period.  Whereas on a
2420          * larger machine, while this first term can be larger, if w_i is the
2421          * of consequential size guaranteed to see n_i*w_i quickly converge to
2422          * our upper bound of 1-cpu.
2423          */
2424         runnable_avg = atomic_read(&tg->runnable_avg);
2425         if (runnable_avg < NICE_0_LOAD) {
2426                 se->avg.load_avg_contrib *= runnable_avg;
2427                 se->avg.load_avg_contrib >>= NICE_0_SHIFT;
2428         }
2429 }
2430
2431 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable)
2432 {
2433         __update_entity_runnable_avg(rq_clock_task(rq), &rq->avg, runnable);
2434         __update_tg_runnable_avg(&rq->avg, &rq->cfs);
2435 }
2436 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2437 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2438                                                  int force_update) {}
2439 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
2440                                                   struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2441 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se) {}
2442 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable) {}
2443 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2444
2445 static inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se)
2446 {
2447         u32 contrib;
2448
2449         /* avoid overflowing a 32-bit type w/ SCHED_LOAD_SCALE */
2450         contrib = se->avg.runnable_avg_sum * scale_load_down(se->load.weight);
2451         contrib /= (se->avg.runnable_avg_period + 1);
2452         se->avg.load_avg_contrib = scale_load(contrib);
2453 }
2454
2455 /* Compute the current contribution to load_avg by se, return any delta */
2456 static long __update_entity_load_avg_contrib(struct sched_entity *se)
2457 {
2458         long old_contrib = se->avg.load_avg_contrib;
2459
2460         if (entity_is_task(se)) {
2461                 __update_task_entity_contrib(se);
2462         } else {
2463                 __update_tg_runnable_avg(&se->avg, group_cfs_rq(se));
2464                 __update_group_entity_contrib(se);
2465         }
2466
2467         return se->avg.load_avg_contrib - old_contrib;
2468 }
2469
2470 static inline void subtract_blocked_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2471                                                  long load_contrib)
2472 {
2473         if (likely(load_contrib < cfs_rq->blocked_load_avg))
2474                 cfs_rq->blocked_load_avg -= load_contrib;
2475         else
2476                 cfs_rq->blocked_load_avg = 0;
2477 }
2478
2479 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
2480
2481 /* Update a sched_entity's runnable average */
2482 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
2483                                           int update_cfs_rq)
2484 {
2485         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2486         long contrib_delta;
2487         u64 now;
2488
2489         /*
2490          * For a group entity we need to use their owned cfs_rq_clock_task() in
2491          * case they are the parent of a throttled hierarchy.
2492          */
2493         if (entity_is_task(se))
2494                 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
2495         else
2496                 now = cfs_rq_clock_task(group_cfs_rq(se));
2497
2498         if (!__update_entity_runnable_avg(now, &se->avg, se->on_rq))
2499                 return;
2500
2501         contrib_delta = __update_entity_load_avg_contrib(se);
2502
2503         if (!update_cfs_rq)
2504                 return;
2505
2506         if (se->on_rq)
2507                 cfs_rq->runnable_load_avg += contrib_delta;
2508         else
2509                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, -contrib_delta);
2510 }
2511
2512 /*
2513  * Decay the load contributed by all blocked children and account this so that
2514  * their contribution may appropriately discounted when they wake up.
2515  */
2516 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int force_update)
2517 {
2518         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq) >> 20;
2519         u64 decays;
2520
2521         decays = now - cfs_rq->last_decay;
2522         if (!decays && !force_update)
2523                 return;
2524
2525         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_load)) {
2526                 unsigned long removed_load;
2527                 removed_load = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_load, 0);
2528                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, removed_load);
2529         }
2530
2531         if (decays) {
2532                 cfs_rq->blocked_load_avg = decay_load(cfs_rq->blocked_load_avg,
2533                                                       decays);
2534                 atomic64_add(decays, &cfs_rq->decay_counter);
2535                 cfs_rq->last_decay = now;
2536         }
2537
2538         __update_cfs_rq_tg_load_contrib(cfs_rq, force_update);
2539 }
2540
2541 /* Add the load generated by se into cfs_rq's child load-average */
2542 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2543                                                   struct sched_entity *se,
2544                                                   int wakeup)
2545 {
2546         /*
2547          * We track migrations using entity decay_count <= 0, on a wake-up
2548          * migration we use a negative decay count to track the remote decays
2549          * accumulated while sleeping.
2550          *
2551          * Newly forked tasks are enqueued with se->avg.decay_count == 0, they
2552          * are seen by enqueue_entity_load_avg() as a migration with an already
2553          * constructed load_avg_contrib.
2554          */
2555         if (unlikely(se->avg.decay_count <= 0)) {
2556                 se->avg.last_runnable_update = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
2557                 if (se->avg.decay_count) {
2558                         /*
2559                          * In a wake-up migration we have to approximate the
2560                          * time sleeping.  This is because we can't synchronize
2561                          * clock_task between the two cpus, and it is not
2562                          * guaranteed to be read-safe.  Instead, we can
2563                          * approximate this using our carried decays, which are
2564                          * explicitly atomically readable.
2565                          */
2566                         se->avg.last_runnable_update -= (-se->avg.decay_count)
2567                                                         << 20;
2568                         update_entity_load_avg(se, 0);
2569                         /* Indicate that we're now synchronized and on-rq */
2570                         se->avg.decay_count = 0;
2571                 }
2572                 wakeup = 0;
2573         } else {
2574                 __synchronize_entity_decay(se);
2575         }
2576
2577         /* migrated tasks did not contribute to our blocked load */
2578         if (wakeup) {
2579                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
2580                 update_entity_load_avg(se, 0);
2581         }
2582
2583         cfs_rq->runnable_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
2584         /* we force update consideration on load-balancer moves */
2585         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !wakeup);
2586 }
2587
2588 /*
2589  * Remove se's load from this cfs_rq child load-average, if the entity is
2590  * transitioning to a blocked state we track its projected decay using
2591  * blocked_load_avg.
2592  */
2593 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2594                                                   struct sched_entity *se,
2595                                                   int sleep)
2596 {
2597         update_entity_load_avg(se, 1);
2598         /* we force update consideration on load-balancer moves */
2599         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !sleep);
2600
2601         cfs_rq->runnable_load_avg -= se->avg.load_avg_contrib;
2602         if (sleep) {
2603                 cfs_rq->blocked_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
2604                 se->avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
2605         } /* migrations, e.g. sleep=0 leave decay_count == 0 */
2606 }
2607
2608 /*
2609  * Update the rq's load with the elapsed running time before entering
2610  * idle. if the last scheduled task is not a CFS task, idle_enter will
2611  * be the only way to update the runnable statistic.
2612  */
2613 void idle_enter_fair(struct rq *this_rq)
2614 {
2615         update_rq_runnable_avg(this_rq, 1);
2616 }
2617
2618 /*
2619  * Update the rq's load with the elapsed idle time before a task is
2620  * scheduled. if the newly scheduled task is not a CFS task, idle_exit will
2621  * be the only way to update the runnable statistic.
2622  */
2623 void idle_exit_fair(struct rq *this_rq)
2624 {
2625         update_rq_runnable_avg(this_rq, 0);
2626 }
2627
2628 static int idle_balance(struct rq *this_rq);
2629
2630 #else /* CONFIG_SMP */
2631
2632 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
2633                                           int update_cfs_rq) {}
2634 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable) {}
2635 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2636                                            struct sched_entity *se,
2637                                            int wakeup) {}
2638 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2639                                            struct sched_entity *se,
2640                                            int sleep) {}
2641 static inline void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
2642                                               int force_update) {}
2643
2644 static inline int idle_balance(struct rq *rq)
2645 {
2646         return 0;
2647 }
2648
2649 #endif /* CONFIG_SMP */
2650
2651 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2652 {
2653 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2654         struct task_struct *tsk = NULL;
2655
2656         if (entity_is_task(se))
2657                 tsk = task_of(se);
2658
2659         if (se->statistics.sleep_start) {
2660                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.sleep_start;
2661
2662                 if ((s64)delta < 0)
2663                         delta = 0;
2664
2665                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
2666                         se->statistics.sleep_max = delta;
2667
2668                 se->statistics.sleep_start = 0;
2669                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2670
2671                 if (tsk) {
2672                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
2673                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
2674                 }
2675         }
2676         if (se->statistics.block_start) {
2677                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.block_start;
2678
2679                 if ((s64)delta < 0)
2680                         delta = 0;
2681
2682                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
2683                         se->statistics.block_max = delta;
2684
2685                 se->statistics.block_start = 0;
2686                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2687
2688                 if (tsk) {
2689                         if (tsk->in_iowait) {
2690                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
2691                                 se->statistics.iowait_count++;
2692                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
2693                         }
2694
2695                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
2696
2697                         /*
2698                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
2699                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
2700                          * amount of time that the task spent sleeping:
2701                          */
2702                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
2703                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
2704                                                 (void *)get_wchan(tsk),
2705                                                 delta >> 20);
2706                         }
2707                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
2708                 }
2709         }
2710 #endif
2711 }
2712
2713 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2714 {
2715 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2716         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
2717
2718         if (d < 0)
2719                 d = -d;
2720
2721         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
2722                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
2723 #endif
2724 }
2725
2726 static void
2727 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
2728 {
2729         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
2730
2731         /*
2732          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
2733          * however the extra weight of the new task will slow them down a
2734          * little, place the new task so that it fits in the slot that
2735          * stays open at the end.
2736          */
2737         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
2738                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
2739
2740         /* sleeps up to a single latency don't count. */
2741         if (!initial) {
2742                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
2743
2744                 /*
2745                  * Halve their sleep time's effect, to allow
2746                  * for a gentler effect of sleepers:
2747                  */
2748                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
2749                         thresh >>= 1;
2750
2751                 vruntime -= thresh;
2752         }
2753
2754         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
2755         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
2756 }
2757
2758 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
2759
2760 static void
2761 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
2762 {
2763         /*
2764          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
2765          * through calling update_curr().
2766          */
2767         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
2768                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
2769
2770         /*
2771          * Update run-time statistics of the 'current'.
2772          */
2773         update_curr(cfs_rq);
2774         enqueue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
2775         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2776         update_cfs_shares(cfs_rq);
2777
2778         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
2779                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
2780                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
2781         }
2782
2783         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
2784         check_spread(cfs_rq, se);
2785         if (se != cfs_rq->curr)
2786                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
2787         se->on_rq = 1;
2788
2789         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
2790                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
2791                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
2792         }
2793 }
2794
2795 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
2796 {
2797         for_each_sched_entity(se) {
2798                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2799                 if (cfs_rq->last != se)
2800                         break;
2801
2802                 cfs_rq->last = NULL;
2803         }
2804 }
2805
2806 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
2807 {
2808         for_each_sched_entity(se) {
2809                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2810                 if (cfs_rq->next != se)
2811                         break;
2812
2813                 cfs_rq->next = NULL;
2814         }
2815 }
2816
2817 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
2818 {
2819         for_each_sched_entity(se) {
2820                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2821                 if (cfs_rq->skip != se)
2822                         break;
2823
2824                 cfs_rq->skip = NULL;
2825         }
2826 }
2827
2828 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2829 {
2830         if (cfs_rq->last == se)
2831                 __clear_buddies_last(se);
2832
2833         if (cfs_rq->next == se)
2834                 __clear_buddies_next(se);
2835
2836         if (cfs_rq->skip == se)
2837                 __clear_buddies_skip(se);
2838 }
2839
2840 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
2841
2842 static void
2843 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
2844 {
2845         /*
2846          * Update run-time statistics of the 'current'.
2847          */
2848         update_curr(cfs_rq);
2849         dequeue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & DEQUEUE_SLEEP);
2850
2851         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
2852         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
2853 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2854                 if (entity_is_task(se)) {
2855                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
2856
2857                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
2858                                 se->statistics.sleep_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
2859                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
2860                                 se->statistics.block_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
2861                 }
2862 #endif
2863         }
2864
2865         clear_buddies(cfs_rq, se);
2866
2867         if (se != cfs_rq->curr)
2868                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
2869         se->on_rq = 0;
2870         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2871
2872         /*
2873          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
2874          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
2875          * movement in our normalized position.
2876          */
2877         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
2878                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
2879
2880         /* return excess runtime on last dequeue */
2881         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2882
2883         update_min_vruntime(cfs_rq);
2884         update_cfs_shares(cfs_rq);
2885 }
2886
2887 /*
2888  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
2889  */
2890 static void
2891 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
2892 {
2893         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
2894         struct sched_entity *se;
2895         s64 delta;
2896
2897         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
2898         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
2899         if (delta_exec > ideal_runtime) {
2900                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2901                 /*
2902                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
2903                  * re-elected due to buddy favours.
2904                  */
2905                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
2906                 return;
2907         }
2908
2909         /*
2910          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
2911          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
2912          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
2913          */
2914         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
2915                 return;
2916
2917         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
2918         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
2919
2920         if (delta < 0)
2921                 return;
2922
2923         if (delta > ideal_runtime)
2924                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2925 }
2926
2927 static void
2928 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2929 {
2930         /* 'current' is not kept within the tree. */
2931         if (se->on_rq) {
2932                 /*
2933                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
2934                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
2935                  * runqueue.
2936                  */
2937                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
2938                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
2939         }
2940
2941         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
2942         cfs_rq->curr = se;
2943 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2944         /*
2945          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
2946          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
2947          * when there are only lesser-weight tasks around):
2948          */
2949         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
2950                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
2951                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
2952         }
2953 #endif
2954         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
2955 }
2956
2957 static int
2958 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
2959
2960 /*
2961  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
2962  * 1) keep things fair between processes/task groups
2963  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
2964  * 3) pick the "last" process, for cache locality
2965  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
2966  */
2967 static struct sched_entity *
2968 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
2969 {
2970         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
2971         struct sched_entity *se;
2972
2973         /*
2974          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
2975          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
2976          */
2977         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
2978                 left = curr;
2979
2980         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
2981
2982         /*
2983          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
2984          * be done without getting too unfair.
2985          */
2986         if (cfs_rq->skip == se) {
2987                 struct sched_entity *second;
2988
2989                 if (se == curr) {
2990                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
2991                 } else {
2992                         second = __pick_next_entity(se);
2993                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
2994                                 second = curr;
2995                 }
2996
2997                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
2998                         se = second;
2999         }
3000
3001         /*
3002          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
3003          */
3004         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
3005                 se = cfs_rq->last;
3006
3007         /*
3008          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
3009          */
3010         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
3011                 se = cfs_rq->next;
3012
3013         clear_buddies(cfs_rq, se);
3014
3015         return se;
3016 }
3017
3018 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3019
3020 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
3021 {
3022         /*
3023          * If still on the runqueue then deactivate_task()
3024          * was not called and update_curr() has to be done:
3025          */
3026         if (prev->on_rq)
3027                 update_curr(cfs_rq);
3028
3029         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
3030         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3031
3032         check_spread(cfs_rq, prev);
3033         if (prev->on_rq) {
3034                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
3035                 /* Put 'current' back into the tree. */
3036                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
3037                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
3038                 update_entity_load_avg(prev, 1);
3039         }
3040         cfs_rq->curr = NULL;
3041 }
3042
3043 static void
3044 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
3045 {
3046         /*
3047          * Update run-time statistics of the 'current'.
3048          */
3049         update_curr(cfs_rq);
3050
3051         /*
3052          * Ensure that runnable average is periodically updated.
3053          */
3054         update_entity_load_avg(curr, 1);
3055         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
3056         update_cfs_shares(cfs_rq);
3057
3058 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
3059         /*
3060          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
3061          * validating it and just reschedule.
3062          */
3063         if (queued) {
3064                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
3065                 return;
3066         }
3067         /*
3068          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
3069          */
3070         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
3071                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
3072                 return;
3073 #endif
3074
3075         if (cfs_rq->nr_running > 1)
3076                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
3077 }
3078
3079
3080 /**************************************************
3081  * CFS bandwidth control machinery
3082  */
3083
3084 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
3085
3086 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
3087 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
3088
3089 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
3090 {
3091         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
3092 }
3093
3094 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
3095 {
3096         static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
3097 }
3098
3099 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
3100 {
3101         static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
3102 }
3103 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
3104 static bool cfs_bandwidth_used(void)
3105 {
3106         return true;
3107 }
3108
3109 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
3110 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
3111 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
3112
3113 /*
3114  * default period for cfs group bandwidth.
3115  * default: 0.1s, units: nanoseconds
3116  */
3117 static inline u64 default_cfs_period(void)
3118 {
3119         return 100000000ULL;
3120 }
3121
3122 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
3123 {
3124         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
3125 }
3126
3127 /*
3128  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
3129  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
3130  * additional synchronization around rq->lock.
3131  *
3132  * requires cfs_b->lock
3133  */
3134 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3135 {
3136         u64 now;
3137
3138         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3139                 return;
3140
3141         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
3142         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
3143         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
3144 }
3145
3146 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
3147 {
3148         return &tg->cfs_bandwidth;
3149 }
3150
3151 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
3152 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
3153 {
3154         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
3155                 return cfs_rq->throttled_clock_task;
3156
3157         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
3158 }
3159
3160 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
3161 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3162 {
3163         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
3164         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
3165         u64 amount = 0, min_amount, expires;
3166
3167         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
3168         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
3169
3170         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3171         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3172                 amount = min_amount;
3173         else {
3174                 /*
3175                  * If the bandwidth pool has become inactive, then at least one
3176                  * period must have elapsed since the last consumption.
3177                  * Refresh the global state and ensure bandwidth timer becomes
3178                  * active.
3179                  */
3180                 if (!cfs_b->timer_active) {
3181                         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
3182                         __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
3183                 }
3184
3185                 if (cfs_b->runtime > 0) {
3186                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
3187                         cfs_b->runtime -= amount;
3188                         cfs_b->idle = 0;
3189                 }
3190         }
3191         expires = cfs_b->runtime_expires;
3192         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3193
3194         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
3195         /*
3196          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
3197          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
3198          * issued.
3199          */
3200         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
3201                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3202
3203         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
3204 }
3205
3206 /*
3207  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
3208  * fact that rq->clock snapshots this value.
3209  */
3210 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3211 {
3212         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3213
3214         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
3215         if (likely((s64)(rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
3216                 return;
3217
3218         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
3219                 return;
3220
3221         /*
3222          * If the local deadline has passed we have to consider the
3223          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
3224          * has not truly expired.
3225          *
3226          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
3227          * whether the global deadline has advanced. It is valid to compare
3228          * cfs_b->runtime_expires without any locks since we only care about
3229          * exact equality, so a partial write will still work.
3230          */
3231
3232         if (cfs_rq->runtime_expires != cfs_b->runtime_expires) {
3233                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
3234                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
3235         } else {
3236                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
3237                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
3238         }
3239 }
3240
3241 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3242 {
3243         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
3244         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
3245         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3246
3247         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3248                 return;
3249
3250         /*
3251          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
3252          * hierarchy can be throttled
3253          */
3254         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
3255                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
3256 }
3257
3258 static __always_inline
3259 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3260 {
3261         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
3262                 return;
3263
3264         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
3265 }
3266
3267 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
3268 {
3269         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
3270 }
3271
3272 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
3273 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
3274 {
3275         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
3276 }
3277
3278 /*
3279  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
3280  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
3281  * load-balance operations.
3282  */
3283 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
3284                                     int src_cpu, int dest_cpu)
3285 {
3286         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
3287
3288         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
3289         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
3290
3291         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
3292                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
3293 }
3294
3295 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
3296 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
3297 {
3298         struct rq *rq = data;
3299         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3300
3301         cfs_rq->throttle_count--;
3302 #ifdef CONFIG_SMP
3303         if (!cfs_rq->throttle_count) {
3304                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
3305                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
3306                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
3307         }
3308 #endif
3309
3310         return 0;
3311 }
3312
3313 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
3314 {
3315         struct rq *rq = data;
3316         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3317
3318         /* group is entering throttled state, stop time */
3319         if (!cfs_rq->throttle_count)
3320                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
3321         cfs_rq->throttle_count++;
3322
3323         return 0;
3324 }
3325
3326 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3327 {
3328         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3329         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3330         struct sched_entity *se;
3331         long task_delta, dequeue = 1;
3332
3333         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
3334
3335         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
3336         rcu_read_lock();
3337         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
3338         rcu_read_unlock();
3339
3340         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3341         for_each_sched_entity(se) {
3342                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
3343                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
3344                 if (!se->on_rq)
3345                         break;
3346
3347                 if (dequeue)
3348                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
3349                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
3350
3351                 if (qcfs_rq->load.weight)
3352                         dequeue = 0;
3353         }
3354
3355         if (!se)
3356                 sub_nr_running(rq, task_delta);
3357
3358         cfs_rq->throttled = 1;
3359         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
3360         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3361         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
3362         if (!cfs_b->timer_active)
3363                 __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
3364         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3365 }
3366
3367 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3368 {
3369         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3370         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3371         struct sched_entity *se;
3372         int enqueue = 1;
3373         long task_delta;
3374
3375         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
3376
3377         cfs_rq->throttled = 0;
3378
3379         update_rq_clock(rq);
3380
3381         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3382         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
3383         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
3384         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3385
3386         /* update hierarchical throttle state */
3387         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
3388
3389         if (!cfs_rq->load.weight)
3390                 return;
3391
3392         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3393         for_each_sched_entity(se) {
3394                 if (se->on_rq)
3395                         enqueue = 0;
3396
3397                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3398                 if (enqueue)
3399                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
3400                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
3401
3402                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3403                         break;
3404         }
3405
3406         if (!se)
3407                 add_nr_running(rq, task_delta);
3408
3409         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
3410         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
3411                 resched_task(rq->curr);
3412 }
3413
3414 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
3415                 u64 remaining, u64 expires)
3416 {
3417         struct cfs_rq *cfs_rq;
3418         u64 runtime = remaining;
3419
3420         rcu_read_lock();
3421         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
3422                                 throttled_list) {
3423                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3424
3425                 raw_spin_lock(&rq->lock);
3426                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3427                         goto next;
3428
3429                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
3430                 if (runtime > remaining)
3431                         runtime = remaining;
3432                 remaining -= runtime;
3433
3434                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
3435                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3436
3437                 /* we check whether we're throttled above */
3438                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
3439                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3440
3441 next:
3442                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
3443
3444                 if (!remaining)
3445                         break;
3446         }
3447         rcu_read_unlock();
3448
3449         return remaining;
3450 }
3451
3452 /*
3453  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
3454  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
3455  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
3456  * used to track this state.
3457  */
3458 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
3459 {
3460         u64 runtime, runtime_expires;
3461         int throttled;
3462
3463         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
3464         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3465                 goto out_deactivate;
3466
3467         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3468         cfs_b->nr_periods += overrun;
3469
3470         /*
3471          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
3472          * we're going inactive then everything else can be deferred
3473          */
3474         if (cfs_b->idle && !throttled)
3475                 goto out_deactivate;
3476
3477         /*
3478          * if we have relooped after returning idle once, we need to update our
3479          * status as actually running, so that other cpus doing
3480          * __start_cfs_bandwidth will stop trying to cancel us.
3481          */
3482         cfs_b->timer_active = 1;
3483
3484         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
3485
3486         if (!throttled) {
3487                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
3488                 cfs_b->idle = 1;
3489                 return 0;
3490         }
3491
3492         /* account preceding periods in which throttling occurred */
3493         cfs_b->nr_throttled += overrun;
3494
3495         /*
3496          * There are throttled entities so we must first use the new bandwidth
3497          * to unthrottle them before making it generally available.  This
3498          * ensures that all existing debts will be paid before a new cfs_rq is
3499          * allowed to run.
3500          */
3501         runtime = cfs_b->runtime;
3502         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
3503         cfs_b->runtime = 0;
3504
3505         /*
3506          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth
3507          * while we unthrottle.  This can potentially race with an unthrottled
3508          * group trying to acquire new bandwidth from the global pool.
3509          */
3510         while (throttled && runtime > 0) {
3511                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3512                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
3513                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
3514                                                  runtime_expires);
3515                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3516
3517                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3518         }
3519
3520         /* return (any) remaining runtime */
3521         cfs_b->runtime = runtime;
3522         /*
3523          * While we are ensured activity in the period following an
3524          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
3525          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
3526          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
3527          */
3528         cfs_b->idle = 0;
3529
3530         return 0;
3531
3532 out_deactivate:
3533         cfs_b->timer_active = 0;
3534         return 1;
3535 }
3536
3537 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
3538 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
3539 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
3540 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
3541 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
3542 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
3543
3544 /*
3545  * Are we near the end of the current quota period?
3546  *
3547  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
3548  * hrtimer base being cleared by __hrtimer_start_range_ns. In the case of
3549  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
3550  */
3551 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
3552 {
3553         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
3554         u64 remaining;
3555
3556         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
3557         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
3558                 return 1;
3559
3560         /* is a quota refresh about to occur? */
3561         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
3562         if (remaining < min_expire)
3563                 return 1;
3564
3565         return 0;
3566 }
3567
3568 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3569 {
3570         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
3571
3572         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
3573         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
3574                 return;
3575
3576         start_bandwidth_timer(&cfs_b->slack_timer,
3577                                 ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period));
3578 }
3579
3580 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
3581 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3582 {
3583         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3584         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
3585
3586         if (slack_runtime <= 0)
3587                 return;
3588
3589         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3590         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
3591             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
3592                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
3593
3594                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
3595                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
3596                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
3597                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
3598         }
3599         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3600
3601         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
3602         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
3603 }
3604
3605 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3606 {
3607         if (!cfs_bandwidth_used())
3608                 return;
3609
3610         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
3611                 return;
3612
3613         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3614 }
3615
3616 /*
3617  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
3618  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
3619  */
3620 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3621 {
3622         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
3623         u64 expires;
3624
3625         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
3626         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3627         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
3628                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3629                 return;
3630         }
3631
3632         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice) {
3633                 runtime = cfs_b->runtime;
3634                 cfs_b->runtime = 0;
3635         }
3636         expires = cfs_b->runtime_expires;
3637         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3638
3639         if (!runtime)
3640                 return;
3641
3642         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
3643
3644         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3645         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
3646                 cfs_b->runtime = runtime;
3647         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3648 }
3649
3650 /*
3651  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
3652  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
3653  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
3654  */
3655 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
3656 {
3657         if (!cfs_bandwidth_used())
3658                 return;
3659
3660         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
3661         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
3662                 return;
3663
3664         /* ensure the group is not already throttled */
3665         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3666                 return;
3667
3668         /* update runtime allocation */
3669         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
3670         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
3671                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3672 }
3673
3674 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
3675 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3676 {
3677         if (!cfs_bandwidth_used())
3678                 return false;
3679
3680         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3681                 return false;
3682
3683         /*
3684          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
3685          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
3686          */
3687         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3688                 return true;
3689
3690         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3691         return true;
3692 }
3693
3694 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
3695 {
3696         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3697                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
3698         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
3699
3700         return HRTIMER_NORESTART;
3701 }
3702
3703 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
3704 {
3705         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3706                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
3707         ktime_t now;
3708         int overrun;
3709         int idle = 0;
3710
3711         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3712         for (;;) {
3713                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
3714                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, cfs_b->period);
3715
3716                 if (!overrun)
3717                         break;
3718
3719                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
3720         }
3721         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3722
3723         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
3724 }
3725
3726 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3727 {
3728         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
3729         cfs_b->runtime = 0;
3730         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
3731         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
3732
3733         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3734         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3735         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
3736         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3737         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
3738 }
3739
3740 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3741 {
3742         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
3743         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
3744 }
3745
3746 /* requires cfs_b->lock, may release to reprogram timer */
3747 void __start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3748 {
3749         /*
3750          * The timer may be active because we're trying to set a new bandwidth
3751          * period or because we're racing with the tear-down path
3752          * (timer_active==0 becomes visible before the hrtimer call-back
3753          * terminates).  In either case we ensure that it's re-programmed
3754          */
3755         while (unlikely(hrtimer_active(&cfs_b->period_timer)) &&
3756                hrtimer_try_to_cancel(&cfs_b->period_timer) < 0) {
3757                 /* bounce the lock to allow do_sched_cfs_period_timer to run */
3758                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3759                 cpu_relax();
3760                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3761                 /* if someone else restarted the timer then we're done */
3762                 if (cfs_b->timer_active)
3763                         return;
3764         }
3765
3766         cfs_b->timer_active = 1;
3767         start_bandwidth_timer(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
3768 }
3769
3770 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3771 {
3772         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
3773         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
3774 }
3775
3776 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
3777 {
3778         struct cfs_rq *cfs_rq;
3779
3780         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
3781                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
3782                         continue;
3783
3784                 /*
3785                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
3786                  * there's some valid quota amount
3787                  */
3788                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
3789                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3790                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3791         }
3792 }
3793
3794 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
3795 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
3796 {
3797         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
3798 }
3799
3800 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
3801 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
3802 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3803 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3804
3805 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
3806 {
3807         return 0;
3808 }
3809
3810 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
3811 {
3812         return 0;
3813 }
3814
3815 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
3816                                     int src_cpu, int dest_cpu)
3817 {
3818         return 0;
3819 }
3820
3821 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
3822
3823 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3824 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3825 #endif
3826
3827 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
3828 {
3829         return NULL;
3830 }
3831 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
3832 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
3833
3834 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
3835
3836 /**************************************************
3837  * CFS operations on tasks:
3838  */
3839
3840 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
3841 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3842 {
3843         struct sched_entity *se = &p->se;
3844         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3845
3846         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
3847
3848         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
3849                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
3850                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
3851                 s64 delta = slice - ran;
3852
3853                 if (delta < 0) {
3854                         if (rq->curr == p)
3855                                 resched_task(p);
3856                         return;
3857                 }
3858
3859                 /*
3860                  * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
3861                  * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
3862                  */
3863                 if (rq->curr != p)
3864                         delta = max_t(s64, 10000LL, delta);
3865
3866                 hrtick_start(rq, delta);
3867         }
3868 }
3869
3870 /*
3871  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
3872  * current task is from our class and nr_running is low enough
3873  * to matter.
3874  */
3875 static void hrtick_update(struct rq *rq)
3876 {
3877         struct task_struct *curr = rq->curr;
3878
3879         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
3880                 return;
3881
3882         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
3883                 hrtick_start_fair(rq, curr);
3884 }
3885 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
3886 static inline void
3887 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3888 {
3889 }
3890
3891 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
3892 {
3893 }
3894 #endif
3895
3896 /*
3897  * The enqueue_task method is called before nr_running is
3898  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
3899  * then put the task into the rbtree:
3900  */
3901 static void
3902 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
3903 {
3904         struct cfs_rq *cfs_rq;
3905         struct sched_entity *se = &p->se;
3906
3907         for_each_sched_entity(se) {
3908                 if (se->on_rq)
3909                         break;
3910                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3911                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
3912
3913                 /*
3914                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
3915                  *
3916                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
3917                  * post the final h_nr_running increment below.
3918                 */
3919                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3920                         break;
3921                 cfs_rq->h_nr_running++;
3922
3923                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
3924         }
3925
3926         for_each_sched_entity(se) {
3927                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3928                 cfs_rq->h_nr_running++;
3929
3930                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3931                         break;
3932
3933                 update_cfs_shares(cfs_rq);
3934                 update_entity_load_avg(se, 1);
3935         }
3936
3937         if (!se) {
3938                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
3939                 add_nr_running(rq, 1);
3940         }
3941         hrtick_update(rq);
3942 }
3943
3944 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
3945
3946 /*
3947  * The dequeue_task method is called before nr_running is
3948  * decreased. We remove the task from the rbtree and
3949  * update the fair scheduling stats:
3950  */
3951 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
3952 {
3953         struct cfs_rq *cfs_rq;
3954         struct sched_entity *se = &p->se;
3955         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
3956
3957         for_each_sched_entity(se) {
3958                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3959                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
3960
3961                 /*
3962                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
3963                  *
3964                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
3965                  * post the final h_nr_running decrement below.
3966                 */
3967                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3968                         break;
3969                 cfs_rq->h_nr_running--;
3970
3971                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
3972                 if (cfs_rq->load.weight) {
3973                         /*
3974                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
3975                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
3976                          */
3977                         if (task_sleep && parent_entity(se))
3978                                 set_next_buddy(parent_entity(se));
3979
3980                         /* avoid re-evaluating load for this entity */
3981                         se = parent_entity(se);
3982                         break;
3983                 }
3984                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
3985         }
3986
3987         for_each_sched_entity(se) {
3988                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3989                 cfs_rq->h_nr_running--;
3990
3991                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3992                         break;
3993
3994                 update_cfs_shares(cfs_rq);
3995                 update_entity_load_avg(se, 1);
3996         }
3997
3998         if (!se) {
3999                 sub_nr_running(rq, 1);
4000                 update_rq_runnable_avg(rq, 1);
4001         }
4002         hrtick_update(rq);
4003 }
4004
4005 #ifdef CONFIG_SMP
4006 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
4007 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
4008 {
4009         return cpu_rq(cpu)->cfs.runnable_load_avg;
4010 }
4011
4012 /*
4013  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
4014  * according to the scheduling class and "nice" value.
4015  *
4016  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
4017  * balance conservatively.
4018  */
4019 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
4020 {
4021         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4022         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
4023
4024         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
4025                 return total;
4026
4027         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
4028 }
4029
4030 /*
4031  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
4032  * according to the scheduling class and "nice" value.
4033  */
4034 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
4035 {
4036         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4037         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
4038
4039         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
4040                 return total;
4041
4042         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
4043 }
4044
4045 static unsigned long power_of(int cpu)
4046 {
4047         return cpu_rq(cpu)->cpu_power;
4048 }
4049
4050 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
4051 {
4052         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4053         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
4054         unsigned long load_avg = rq->cfs.runnable_load_avg;
4055
4056         if (nr_running)
4057                 return load_avg / nr_running;
4058
4059         return 0;
4060 }
4061
4062 static void record_wakee(struct task_struct *p)
4063 {
4064         /*
4065          * Rough decay (wiping) for cost saving, don't worry
4066          * about the boundary, really active task won't care
4067          * about the loss.
4068          */
4069         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
4070                 current->wakee_flips >>= 1;
4071                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
4072         }
4073
4074         if (current->last_wakee != p) {
4075                 current->last_wakee = p;
4076                 current->wakee_flips++;
4077         }
4078 }
4079
4080 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
4081 {
4082         struct sched_entity *se = &p->se;
4083         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4084         u64 min_vruntime;
4085
4086 #ifndef CONFIG_64BIT
4087         u64 min_vruntime_copy;
4088
4089         do {
4090                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
4091                 smp_rmb();
4092                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4093         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
4094 #else
4095         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4096 #endif
4097
4098         se->vruntime -= min_vruntime;
4099         record_wakee(p);
4100 }
4101
4102 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4103 /*
4104  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
4105  *
4106  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
4107  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
4108  * can calculate the shift in shares.
4109  *
4110  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
4111  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
4112  * total group weight.
4113  *
4114  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
4115  * distribution (s_i) using:
4116  *
4117  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
4118  *
4119  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
4120  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
4121  * shares distribution (s_i):
4122  *
4123  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
4124  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
4125  *
4126  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
4127  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
4128  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
4129  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
4130  *
4131  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
4132  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
4133  *
4134  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
4135  *
4136  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
4137  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
4138  * weight and shares distributions like:
4139  *
4140  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
4141  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
4142  *
4143  * We can then compute the difference in effective weight by using:
4144  *
4145  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
4146  *
4147  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
4148  *
4149  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
4150  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
4151  * 4/7) times the weight of the group.
4152  */
4153 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4154 {
4155         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
4156
4157         if (!tg->parent)        /* the trivial, non-cgroup case */
4158                 return wl;
4159
4160         for_each_sched_entity(se) {
4161                 long w, W;
4162
4163                 tg = se->my_q->tg;
4164
4165                 /*
4166                  * W = @wg + \Sum rw_j
4167                  */
4168                 W = wg + calc_tg_weight(tg, se->my_q);
4169
4170                 /*
4171                  * w = rw_i + @wl
4172                  */
4173                 w = se->my_q->load.weight + wl;
4174
4175                 /*
4176                  * wl = S * s'_i; see (2)
4177                  */
4178                 if (W > 0 && w < W)
4179                         wl = (w * tg->shares) / W;
4180                 else
4181                         wl = tg->shares;
4182
4183                 /*
4184                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
4185                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
4186                  * calc_cfs_shares().
4187                  */
4188                 if (wl < MIN_SHARES)
4189                         wl = MIN_SHARES;
4190
4191                 /*
4192                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
4193                  */
4194                 wl -= se->load.weight;
4195
4196                 /*
4197                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
4198                  * the final effective load change on the root group. Since
4199                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
4200                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
4201                  * resulting from this level per the above.
4202                  */
4203                 wg = 0;
4204         }
4205
4206         return wl;
4207 }
4208 #else
4209
4210 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4211 {
4212         return wl;
4213 }
4214
4215 #endif
4216
4217 static int wake_wide(struct task_struct *p)
4218 {
4219         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
4220
4221         /*
4222          * Yeah, it's the switching-frequency, could means many wakee or
4223          * rapidly switch, use factor here will just help to automatically
4224          * adjust the loose-degree, so bigger node will lead to more pull.
4225          */
4226         if (p->wakee_flips > factor) {
4227                 /*
4228                  * wakee is somewhat hot, it needs certain amount of cpu
4229                  * resource, so if waker is far more hot, prefer to leave
4230                  * it alone.
4231                  */
4232                 if (current->wakee_flips > (factor * p->wakee_flips))
4233                         return 1;
4234         }
4235
4236         return 0;
4237 }
4238
4239 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
4240 {
4241         s64 this_load, load;
4242         int idx, this_cpu, prev_cpu;
4243         unsigned long tl_per_task;
4244         struct task_group *tg;
4245         unsigned long weight;
4246         int balanced;
4247
4248         /*
4249          * If we wake multiple tasks be careful to not bounce
4250          * ourselves around too much.
4251          */
4252         if (wake_wide(p))
4253                 return 0;
4254
4255         idx       = sd->wake_idx;
4256         this_cpu  = smp_processor_id();
4257         prev_cpu  = task_cpu(p);
4258         load      = source_load(prev_cpu, idx);
4259         this_load = target_load(this_cpu, idx);
4260
4261         /*
4262          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
4263          * effect of the currently running task from the load
4264          * of the current CPU:
4265          */
4266         if (sync) {
4267                 tg = task_group(current);
4268                 weight = current->se.load.weight;
4269
4270                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
4271                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
4272         }
4273
4274         tg = task_group(p);
4275         weight = p->se.load.weight;
4276
4277         /*
4278          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
4279          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
4280          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
4281          * about that, so that's good too.
4282          *
4283          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
4284          * task to be woken on this_cpu.
4285          */
4286         if (this_load > 0) {
4287                 s64 this_eff_load, prev_eff_load;
4288
4289                 this_eff_load = 100;
4290                 this_eff_load *= power_of(prev_cpu);
4291                 this_eff_load *= this_load +
4292                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
4293
4294                 prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
4295                 prev_eff_load *= power_of(this_cpu);
4296                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
4297
4298                 balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
4299         } else
4300                 balanced = true;
4301
4302         /*
4303          * If the currently running task will sleep within
4304          * a reasonable amount of time then attract this newly
4305          * woken task:
4306          */
4307         if (sync && balanced)
4308                 return 1;
4309
4310         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
4311         tl_per_task = cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
4312
4313         if (balanced ||
4314             (this_load <= load &&
4315              this_load + target_load(prev_cpu, idx) <= tl_per_task)) {
4316                 /*
4317                  * This domain has SD_WAKE_AFFINE and
4318                  * p is cache cold in this domain, and
4319                  * there is no bad imbalance.
4320                  */
4321                 schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
4322                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
4323
4324                 return 1;
4325         }
4326         return 0;
4327 }
4328
4329 /*
4330  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
4331  * domain.
4332  */
4333 static struct sched_group *
4334 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
4335                   int this_cpu, int sd_flag)
4336 {
4337         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
4338         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
4339         int load_idx = sd->forkexec_idx;
4340         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
4341
4342         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
4343                 load_idx = sd->wake_idx;
4344
4345         do {
4346                 unsigned long load, avg_load;
4347                 int local_group;
4348                 int i;
4349
4350                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
4351                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
4352                                         tsk_cpus_allowed(p)))
4353                         continue;
4354
4355                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
4356                                                sched_group_cpus(group));
4357
4358                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
4359                 avg_load = 0;
4360
4361                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
4362                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
4363                         if (local_group)
4364                                 load = source_load(i, load_idx);
4365                         else
4366                                 load = target_load(i, load_idx);
4367
4368                         avg_load += load;
4369                 }
4370
4371                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
4372                 avg_load = (avg_load * SCHED_POWER_SCALE) / group->sgp->power;
4373
4374                 if (local_group) {
4375                         this_load = avg_load;
4376                 } else if (avg_load < min_load) {
4377                         min_load = avg_load;
4378                         idlest = group;
4379                 }
4380         } while (group = group->next, group != sd->groups);
4381
4382         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
4383                 return NULL;
4384         return idlest;
4385 }
4386
4387 /*
4388  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
4389  */
4390 static int
4391 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
4392 {
4393         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
4394         int idlest = -1;
4395         int i;
4396
4397         /* Traverse only the allowed CPUs */
4398         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
4399                 load = weighted_cpuload(i);
4400
4401                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
4402                         min_load = load;
4403                         idlest = i;
4404                 }
4405         }
4406
4407         return idlest;
4408 }
4409
4410 /*
4411  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
4412  */
4413 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
4414 {
4415         struct sched_domain *sd;
4416         struct sched_group *sg;
4417         int i = task_cpu(p);
4418
4419         if (idle_cpu(target))
4420                 return target;
4421
4422         /*
4423          * If the prevous cpu is cache affine and idle, don't be stupid.
4424          */
4425         if (i != target && cpus_share_cache(i, target) && idle_cpu(i))
4426                 return i;
4427
4428         /*
4429          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
4430          */
4431         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
4432         for_each_lower_domain(sd) {
4433                 sg = sd->groups;
4434                 do {
4435                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
4436                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
4437                                 goto next;
4438
4439                         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
4440                                 if (i == target || !idle_cpu(i))
4441                                         goto next;
4442                         }
4443
4444                         target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
4445                                         tsk_cpus_allowed(p));
4446                         goto done;
4447 next:
4448                         sg = sg->next;
4449                 } while (sg != sd->groups);
4450         }
4451 done:
4452         return target;
4453 }
4454
4455 /*
4456  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
4457  * that have the 'sd_flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
4458  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
4459  *
4460  * Balances load by selecting the idlest cpu in the idlest group, or under
4461  * certain conditions an idle sibling cpu if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
4462  *
4463  * Returns the target cpu number.
4464  *
4465  * preempt must be disabled.
4466  */
4467 static int
4468 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
4469 {
4470         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
4471         int cpu = smp_processor_id();
4472         int new_cpu = cpu;
4473         int want_affine = 0;
4474         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
4475
4476         if (p->nr_cpus_allowed == 1)
4477                 return prev_cpu;
4478
4479         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
4480                 if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
4481                         want_affine = 1;
4482                 new_cpu = prev_cpu;
4483         }
4484
4485         rcu_read_lock();
4486         for_each_domain(cpu, tmp) {
4487                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4488                         continue;
4489
4490                 /*
4491                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
4492                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
4493                  */
4494                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
4495                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
4496                         affine_sd = tmp;
4497                         break;
4498                 }
4499
4500                 if (tmp->flags & sd_flag)
4501                         sd = tmp;
4502         }
4503
4504         if (affine_sd && cpu != prev_cpu && wake_affine(affine_sd, p, sync))
4505                 prev_cpu = cpu;
4506
4507         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
4508                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu);
4509                 goto unlock;
4510         }
4511
4512         while (sd) {
4513                 struct sched_group *group;
4514                 int weight;
4515
4516                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
4517                         sd = sd->child;
4518                         continue;
4519                 }
4520
4521                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, sd_flag);
4522                 if (!group) {
4523                         sd = sd->child;
4524                         continue;
4525                 }
4526
4527                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
4528                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
4529                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
4530                         sd = sd->child;
4531                         continue;
4532                 }
4533
4534                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
4535                 cpu = new_cpu;
4536                 weight = sd->span_weight;
4537                 sd = NULL;
4538                 for_each_domain(cpu, tmp) {
4539                         if (weight <= tmp->span_weight)
4540                                 break;
4541                         if (tmp->flags & sd_flag)
4542                                 sd = tmp;
4543                 }
4544                 /* while loop will break here if sd == NULL */
4545         }
4546 unlock:
4547         rcu_read_unlock();
4548
4549         return new_cpu;
4550 }
4551
4552 /*
4553  * Called immediately before a task is migrated to a new cpu; task_cpu(p) and
4554  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
4555  * previous cpu.  However, the caller only guarantees p->pi_lock is held; no
4556  * other assumptions, including the state of rq->lock, should be made.
4557  */
4558 static void
4559 migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int next_cpu)
4560 {
4561         struct sched_entity *se = &p->se;
4562         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4563
4564         /*
4565          * Load tracking: accumulate removed load so that it can be processed
4566          * when we next update owning cfs_rq under rq->lock.  Tasks contribute
4567          * to blocked load iff they have a positive decay-count.  It can never
4568          * be negative here since on-rq tasks have decay-count == 0.
4569          */
4570         if (se->avg.decay_count) {
4571                 se->avg.decay_count = -__synchronize_entity_decay(se);
4572                 atomic_long_add(se->avg.load_avg_contrib,
4573                                                 &cfs_rq->removed_load);
4574         }
4575
4576         /* We have migrated, no longer consider this task hot */
4577         se->exec_start = 0;
4578 }
4579 #endif /* CONFIG_SMP */
4580
4581 static unsigned long
4582 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
4583 {
4584         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
4585
4586         /*
4587          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
4588          * to virtual-time in his units.
4589          *
4590          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
4591          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
4592          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
4593          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
4594          * be smaller, again penalizing the lighter task.
4595          *
4596          * This is especially important for buddies when the leftmost
4597          * task is higher priority than the buddy.
4598          */
4599         return calc_delta_fair(gran, se);
4600 }
4601
4602 /*
4603  * Should 'se' preempt 'curr'.
4604  *
4605  *             |s1
4606  *        |s2
4607  *   |s3
4608  *         g
4609  *      |<--->|c
4610  *
4611  *  w(c, s1) = -1
4612  *  w(c, s2) =  0
4613  *  w(c, s3) =  1
4614  *
4615  */
4616 static int
4617 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
4618 {
4619         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
4620
4621         if (vdiff <= 0)
4622                 return -1;
4623
4624         gran = wakeup_gran(curr, se);
4625         if (vdiff > gran)
4626                 return 1;
4627
4628         return 0;
4629 }
4630
4631 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
4632 {
4633         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
4634                 return;
4635
4636         for_each_sched_entity(se)
4637                 cfs_rq_of(se)->last = se;
4638 }
4639
4640 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
4641 {
4642         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
4643                 return;
4644
4645         for_each_sched_entity(se)
4646                 cfs_rq_of(se)->next = se;
4647 }
4648
4649 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
4650 {
4651         for_each_sched_entity(se)
4652                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
4653 }
4654
4655 /*
4656  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
4657  */
4658 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
4659 {
4660         struct task_struct *curr = rq->curr;
4661         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
4662         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
4663         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
4664         int next_buddy_marked = 0;
4665
4666         if (unlikely(se == pse))
4667                 return;
4668
4669         /*
4670          * This is possible from callers such as move_task(), in which we
4671          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
4672          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
4673          * next-buddy nomination below.
4674          */
4675         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
4676                 return;
4677
4678         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
4679                 set_next_buddy(pse);
4680                 next_buddy_marked = 1;
4681         }
4682
4683         /*
4684          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
4685          * wake up path.
4686          *
4687          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
4688          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
4689          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
4690          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
4691          * below.
4692          */
4693         if (test_tsk_need_resched(curr))
4694                 return;
4695
4696         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
4697         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
4698             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
4699                 goto preempt;
4700
4701         /*
4702          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
4703          * is driven by the tick):
4704          */
4705         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
4706                 return;
4707
4708         find_matching_se(&se, &pse);
4709         update_curr(cfs_rq_of(se));
4710         BUG_ON(!pse);
4711         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
4712                 /*
4713                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
4714                  * triggering this preemption.
4715                  */
4716                 if (!next_buddy_marked)
4717                         set_next_buddy(pse);
4718                 goto preempt;
4719         }
4720
4721         return;
4722
4723 preempt:
4724         resched_task(curr);
4725         /*
4726          * Only set the backward buddy when the current task is still
4727          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
4728          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
4729          * point, either of which can * drop the rq lock.
4730          *
4731          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
4732          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
4733          */
4734         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
4735                 return;
4736
4737         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
4738                 set_last_buddy(se);
4739 }
4740
4741 static struct task_struct *
4742 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
4743 {
4744         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
4745         struct sched_entity *se;
4746         struct task_struct *p;
4747         int new_tasks;
4748
4749 again:
4750 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4751         if (!cfs_rq->nr_running)
4752                 goto idle;
4753
4754         if (prev->sched_class != &fair_sched_class)
4755                 goto simple;
4756
4757         /*
4758          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
4759          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
4760          *
4761          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
4762          * hierarchy, only change the part that actually changes.
4763          */
4764
4765         do {
4766                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
4767
4768                 /*
4769                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
4770                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
4771                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
4772                  * forget we've ever seen it.
4773                  */
4774                 if (curr && curr->on_rq)
4775                         update_curr(cfs_rq);
4776                 else
4777                         curr = NULL;
4778
4779                 /*
4780                  * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the throttle and
4781                  * dequeue its entity in the parent(s). Therefore the 'simple'
4782                  * nr_running test will indeed be correct.
4783                  */
4784                 if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq)))
4785                         goto simple;
4786
4787                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
4788                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
4789         } while (cfs_rq);
4790
4791         p = task_of(se);
4792
4793         /*
4794          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
4795          * is a different task than we started out with, try and touch the
4796          * least amount of cfs_rqs.
4797          */
4798         if (prev != p) {
4799                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
4800
4801                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
4802                         int se_depth = se->depth;
4803                         int pse_depth = pse->depth;
4804
4805                         if (se_depth <= pse_depth) {
4806                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
4807                                 pse = parent_entity(pse);
4808                         }
4809                         if (se_depth >= pse_depth) {
4810                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
4811                                 se = parent_entity(se);
4812                         }
4813                 }
4814
4815                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
4816                 set_next_entity(cfs_rq, se);
4817         }
4818
4819         if (hrtick_enabled(rq))
4820                 hrtick_start_fair(rq, p);
4821
4822         return p;
4823 simple:
4824         cfs_rq = &rq->cfs;
4825 #endif
4826
4827         if (!cfs_rq->nr_running)
4828                 goto idle;
4829
4830         put_prev_task(rq, prev);
4831
4832         do {
4833                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
4834                 set_next_entity(cfs_rq, se);
4835                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
4836         } while (cfs_rq);
4837
4838         p = task_of(se);
4839
4840         if (hrtick_enabled(rq))
4841                 hrtick_start_fair(rq, p);
4842
4843         return p;
4844
4845 idle:
4846         new_tasks = idle_balance(rq);
4847         /*
4848          * Because idle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
4849          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
4850          * must re-start the pick_next_entity() loop.
4851          */
4852         if (new_tasks < 0)
4853                 return RETRY_TASK;
4854
4855         if (new_tasks > 0)
4856                 goto again;
4857
4858         return NULL;
4859 }
4860
4861 /*
4862  * Account for a descheduled task:
4863  */
4864 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
4865 {
4866         struct sched_entity *se = &prev->se;
4867         struct cfs_rq *cfs_rq;
4868
4869         for_each_sched_entity(se) {
4870                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4871                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
4872         }
4873 }
4874
4875 /*
4876  * sched_yield() is very simple
4877  *
4878  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
4879  */
4880 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
4881 {
4882         struct task_struct *curr = rq->curr;
4883         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
4884         struct sched_entity *se = &curr->se;
4885
4886         /*
4887          * Are we the only task in the tree?
4888          */
4889         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
4890                 return;
4891
4892         clear_buddies(cfs_rq, se);
4893
4894         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
4895                 update_rq_clock(rq);
4896                 /*
4897                  * Update run-time statistics of the 'current'.
4898                  */
4899                 update_curr(cfs_rq);
4900                 /*
4901                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
4902                  * so we don't do microscopic update in schedule()
4903                  * and double the fastpath cost.
4904                  */
4905                  rq->skip_clock_update = 1;
4906         }
4907
4908         set_skip_buddy(se);
4909 }
4910
4911 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
4912 {
4913         struct sched_entity *se = &p->se;
4914
4915         /* throttled hierarchies are not runnable */
4916         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
4917                 return false;
4918
4919         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
4920         set_next_buddy(se);
4921
4922         yield_task_fair(rq);
4923
4924         return true;
4925 }
4926
4927 #ifdef CONFIG_SMP
4928 /**************************************************
4929  * Fair scheduling class load-balancing methods.
4930  *
4931  * BASICS
4932  *
4933  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
4934  * per-cpu scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
4935  * time to each task. This is expressed in the following equation:
4936  *
4937  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
4938  *
4939  * Where W_i,n is the n-th weight average for cpu i. The instantaneous weight
4940  * W_i,0 is defined as:
4941  *
4942  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
4943  *
4944  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on cpu i. This weight
4945  * is derived from the nice value as per prio_to_weight[].
4946  *
4947  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
4948  * weight:
4949  *
4950  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
4951  *
4952  * P_i is the cpu power (or compute capacity) of cpu i, typically it is the
4953  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
4954  * can also include other factors [XXX].
4955  *
4956  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
4957  * directly from (1):
4958  *
4959  *   imb_i,j = max{ avg(W/P), W_i/P_i } - min{ avg(W/P), W_j/P_j }    (4)
4960  *
4961  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
4962  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
4963  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
4964  *
4965  * [XXX expand on:
4966  *     - infeasible weights;
4967  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
4968  *
4969  *
4970  * SCHED DOMAINS
4971  *
4972  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
4973  * for all i,j solution, we create a tree of cpus that follows the hardware
4974  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
4975  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of cpus going up the
4976  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
4977  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of cpus in
4978  * the groups.
4979  *
4980  * This yields:
4981  *
4982  *     log_2 n     1     n
4983  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
4984  *     i = 0      2^i   2^i
4985  *                               `- size of each group
4986  *         |         |     `- number of cpus doing load-balance
4987  *         |         `- freq
4988  *         `- sum over all levels
4989  *
4990  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
4991  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
4992  *
4993  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
4994  * to every other cpu in at most O(log n) steps:
4995  *
4996  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
4997  *
4998  *             log_2 n     
4999  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
5000  *             k = 0
5001  *
5002  * And you'll find that:
5003  *
5004  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
5005  *
5006  * Showing there's indeed a path between every cpu in at most O(log n) steps.
5007  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
5008  * of:
5009  *
5010  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
5011  *
5012  *
5013  * WORK CONSERVING
5014  *
5015  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
5016  * balancing is more aggressive and has the newly idle cpu iterate up the domain
5017  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
5018  *
5019  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
5020  * time.
5021  *
5022  * [XXX more?]
5023  *
5024  *
5025  * CGROUPS
5026  *
5027  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
5028  *
5029  *                                s_k,i
5030  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
5031  *                                 S_k
5032  *
5033  * Where
5034  *
5035  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
5036  *
5037  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on cpu i.
5038  *
5039  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
5040  * property.
5041  *
5042  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
5043  *      rewrite all of this once again.]
5044  */ 
5045
5046 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
5047
5048 enum fbq_type { regular, remote, all };
5049
5050 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
5051 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
5052 #define LBF_DST_PINNED  0x04
5053 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
5054
5055 struct lb_env {
5056         struct sched_domain     *sd;
5057
5058         struct rq               *src_rq;
5059         int                     src_cpu;
5060
5061         int                     dst_cpu;
5062         struct rq               *dst_rq;
5063
5064         struct cpumask          *dst_grpmask;
5065         int                     new_dst_cpu;
5066         enum cpu_idle_type      idle;
5067         long                    imbalance;
5068         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
5069         struct cpumask          *cpus;
5070
5071         unsigned int            flags;
5072
5073         unsigned int            loop;
5074         unsigned int            loop_break;
5075         unsigned int            loop_max;
5076
5077         enum fbq_type           fbq_type;
5078 };
5079
5080 /*
5081  * move_task - move a task from one runqueue to another runqueue.
5082  * Both runqueues must be locked.
5083  */
5084 static void move_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5085 {
5086         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
5087         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
5088         activate_task(env->dst_rq, p, 0);
5089         check_preempt_curr(env->dst_rq, p, 0);
5090 }
5091
5092 /*
5093  * Is this task likely cache-hot:
5094  */
5095 static int
5096 task_hot(struct task_struct *p, u64 now)
5097 {
5098         s64 delta;
5099
5100         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
5101                 return 0;
5102
5103         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
5104                 return 0;
5105
5106         /*
5107          * Buddy candidates are cache hot:
5108          */
5109         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && this_rq()->nr_running &&
5110                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
5111                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
5112                 return 1;
5113
5114         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
5115                 return 1;
5116         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
5117                 return 0;
5118
5119         delta = now - p->se.exec_start;
5120
5121         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
5122 }
5123
5124 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5125 /* Returns true if the destination node has incurred more faults */
5126 static bool migrate_improves_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5127 {
5128         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
5129         int src_nid, dst_nid;
5130
5131         if (!sched_feat(NUMA_FAVOUR_HIGHER) || !p->numa_faults_memory ||
5132             !(env->sd->flags & SD_NUMA)) {
5133                 return false;
5134         }
5135
5136         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
5137         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
5138
5139         if (src_nid == dst_nid)
5140                 return false;
5141
5142         if (numa_group) {
5143                 /* Task is already in the group's interleave set. */
5144                 if (node_isset(src_nid, numa_group->active_nodes))
5145                         return false;
5146
5147                 /* Task is moving into the group's interleave set. */
5148                 if (node_isset(dst_nid, numa_group->active_nodes))
5149                         return true;
5150
5151                 return group_faults(p, dst_nid) > group_faults(p, src_nid);
5152         }
5153
5154         /* Encourage migration to the preferred node. */
5155         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
5156                 return true;
5157
5158         return task_faults(p, dst_nid) > task_faults(p, src_nid);
5159 }
5160
5161
5162 static bool migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5163 {
5164         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
5165         int src_nid, dst_nid;
5166
5167         if (!sched_feat(NUMA) || !sched_feat(NUMA_RESIST_LOWER))
5168                 return false;
5169
5170         if (!p->numa_faults_memory || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
5171                 return false;
5172
5173         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
5174         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
5175
5176         if (src_nid == dst_nid)
5177                 return false;
5178
5179         if (numa_group) {
5180                 /* Task is moving within/into the group's interleave set. */
5181                 if (node_isset(dst_nid, numa_group->active_nodes))
5182                         return false;
5183
5184                 /* Task is moving out of the group's interleave set. */
5185                 if (node_isset(src_nid, numa_group->active_nodes))
5186                         return true;
5187
5188                 return group_faults(p, dst_nid) < group_faults(p, src_nid);
5189         }
5190
5191         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
5192         if (src_nid == p->numa_preferred_nid)
5193                 return true;
5194
5195         return task_faults(p, dst_nid) < task_faults(p, src_nid);
5196 }
5197
5198 #else
5199 static inline bool migrate_improves_locality(struct task_struct *p,
5200                                              struct lb_env *env)
5201 {
5202         return false;
5203 }
5204
5205 static inline bool migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
5206                                              struct lb_env *env)
5207 {
5208         return false;
5209 }
5210 #endif
5211
5212 /*
5213  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
5214  */
5215 static
5216 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5217 {
5218         int tsk_cache_hot = 0;
5219         /*
5220          * We do not migrate tasks that are:
5221          * 1) throttled_lb_pair, or
5222          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
5223          * 3) running (obviously), or
5224          * 4) are cache-hot on their current CPU.
5225          */
5226         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
5227                 return 0;
5228
5229         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
5230                 int cpu;
5231
5232                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
5233
5234                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
5235
5236                 /*
5237                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
5238                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
5239                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
5240                  *
5241                  * Also avoid computing new_dst_cpu if we have already computed
5242                  * one in current iteration.
5243                  */
5244                 if (!env->dst_grpmask || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
5245                         return 0;
5246
5247                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
5248                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
5249                         if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
5250                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
5251                                 env->new_dst_cpu = cpu;
5252                                 break;
5253                         }
5254                 }
5255
5256                 return 0;
5257         }
5258
5259         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
5260         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
5261
5262         if (task_running(env->src_rq, p)) {
5263                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
5264                 return 0;
5265         }
5266
5267         /*
5268          * Aggressive migration if:
5269          * 1) destination numa is preferred
5270          * 2) task is cache cold, or
5271          * 3) too many balance attempts have failed.
5272          */
5273         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq_clock_task(env->src_rq));
5274         if (!tsk_cache_hot)
5275                 tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
5276
5277         if (migrate_improves_locality(p, env)) {
5278 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
5279                 if (tsk_cache_hot) {
5280                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
5281                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
5282                 }
5283 #endif
5284                 return 1;
5285         }
5286
5287         if (!tsk_cache_hot ||
5288                 env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
5289
5290                 if (tsk_cache_hot) {
5291                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
5292                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
5293                 }
5294
5295                 return 1;
5296         }
5297
5298         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
5299         return 0;
5300 }
5301
5302 /*
5303  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
5304  * part of active balancing operations within "domain".
5305  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
5306  *
5307  * Called with both runqueues locked.
5308  */
5309 static int move_one_task(struct lb_env *env)
5310 {
5311         struct task_struct *p, *n;
5312
5313         list_for_each_entry_safe(p, n, &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
5314                 if (!can_migrate_task(p, env))
5315                         continue;
5316
5317                 move_task(p, env);
5318                 /*
5319                  * Right now, this is only the second place move_task()
5320                  * is called, so we can safely collect move_task()
5321                  * stats here rather than inside move_task().
5322                  */
5323                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
5324                 return 1;
5325         }
5326         return 0;
5327 }
5328
5329 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
5330
5331 /*
5332  * move_tasks tries to move up to imbalance weighted load from busiest to
5333  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
5334  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
5335  *
5336  * Called with both runqueues locked.
5337  */
5338 static int move_tasks(struct lb_env *env)
5339 {
5340         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
5341         struct task_struct *p;
5342         unsigned long load;
5343         int pulled = 0;
5344
5345         if (env->imbalance <= 0)
5346                 return 0;
5347
5348         while (!list_empty(tasks)) {
5349                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
5350
5351                 env->loop++;
5352                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
5353                 if (env->loop > env->loop_max)
5354                         break;
5355
5356                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
5357                 if (env->loop > env->loop_break) {
5358                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
5359                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
5360                         break;
5361                 }
5362
5363                 if (!can_migrate_task(p, env))
5364                         goto next;
5365
5366                 load = task_h_load(p);
5367
5368                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
5369                         goto next;
5370
5371                 if ((load / 2) > env->imbalance)
5372                         goto next;
5373
5374                 move_task(p, env);
5375                 pulled++;
5376                 env->imbalance -= load;
5377
5378 #ifdef CONFIG_PREEMPT
5379                 /*
5380                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
5381                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
5382                  * the critical section.
5383                  */
5384                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
5385                         break;
5386 #endif
5387
5388                 /*
5389                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
5390                  * weighted load.
5391                  */
5392                 if (env->imbalance <= 0)
5393                         break;
5394
5395                 continue;
5396 next:
5397                 list_move_tail(&p->se.group_node, tasks);
5398         }
5399
5400         /*
5401          * Right now, this is one of only two places move_task() is called,
5402          * so we can safely collect move_task() stats here rather than
5403          * inside move_task().
5404          */
5405         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], pulled);
5406
5407         return pulled;
5408 }
5409
5410 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5411 /*
5412  * update tg->load_weight by folding this cpu's load_avg
5413  */
5414 static void __update_blocked_averages_cpu(struct task_group *tg, int cpu)
5415 {
5416         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
5417         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
5418
5419         /* throttled entities do not contribute to load */
5420         if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
5421                 return;
5422
5423         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
5424
5425         if (se) {
5426                 update_entity_load_avg(se, 1);
5427                 /*
5428                  * We pivot on our runnable average having decayed to zero for
5429                  * list removal.  This generally implies that all our children
5430                  * have also been removed (modulo rounding error or bandwidth
5431                  * control); however, such cases are rare and we can fix these
5432                  * at enqueue.
5433                  *
5434                  * TODO: fix up out-of-order children on enqueue.
5435                  */
5436                 if (!se->avg.runnable_avg_sum && !cfs_rq->nr_running)
5437                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
5438         } else {
5439                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5440                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
5441         }
5442 }
5443
5444 static void update_blocked_averages(int cpu)
5445 {
5446         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5447         struct cfs_rq *cfs_rq;
5448         unsigned long flags;
5449
5450         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5451         update_rq_clock(rq);
5452         /*
5453          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
5454          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
5455          */
5456         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
5457                 /*
5458                  * Note: We may want to consider periodically releasing
5459                  * rq->lock about these updates so that creating many task
5460                  * groups does not result in continually extending hold time.
5461                  */
5462                 __update_blocked_averages_cpu(cfs_rq->tg, rq->cpu);
5463         }
5464
5465         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5466 }
5467
5468 /*
5469  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
5470  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
5471  * group is a fraction of its parents load.
5472  */
5473 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
5474 {
5475         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5476         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
5477         unsigned long now = jiffies;
5478         unsigned long load;
5479
5480         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
5481                 return;
5482
5483         cfs_rq->h_load_next = NULL;
5484         for_each_sched_entity(se) {
5485                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5486                 cfs_rq->h_load_next = se;
5487                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
5488                         break;
5489         }
5490
5491         if (!se) {
5492                 cfs_rq->h_load = cfs_rq->runnable_load_avg;
5493                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
5494         }
5495
5496         while ((se = cfs_rq->h_load_next) != NULL) {
5497                 load = cfs_rq->h_load;
5498                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg_contrib,
5499                                 cfs_rq->runnable_load_avg + 1);
5500                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
5501                 cfs_rq->h_load = load;
5502                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
5503         }
5504 }
5505
5506 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
5507 {
5508         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
5509
5510         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
5511         return div64_ul(p->se.avg.load_avg_contrib * cfs_rq->h_load,
5512                         cfs_rq->runnable_load_avg + 1);
5513 }
5514 #else
5515 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
5516 {
5517 }
5518
5519 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
5520 {
5521         return p->se.avg.load_avg_contrib;
5522 }
5523 #endif
5524
5525 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
5526 /*
5527  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
5528  */
5529 struct sg_lb_stats {
5530         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
5531         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
5532         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
5533         unsigned long load_per_task;
5534         unsigned long group_power;
5535         unsigned int sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
5536         unsigned int group_capacity;
5537         unsigned int idle_cpus;
5538         unsigned int group_weight;
5539         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
5540         int group_has_capacity; /* Is there extra capacity in the group? */
5541 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5542         unsigned int nr_numa_running;
5543         unsigned int nr_preferred_running;
5544 #endif
5545 };
5546
5547 /*
5548  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
5549  *               during load balancing.
5550  */
5551 struct sd_lb_stats {
5552         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
5553         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
5554         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
5555         unsigned long total_pwr;        /* Total power of all groups in sd */
5556         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
5557
5558         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
5559         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
5560 };
5561
5562 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
5563 {
5564         /*
5565          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
5566          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
5567          * We must however clear busiest_stat::avg_load because
5568          * update_sd_pick_busiest() reads this before assignment.
5569          */
5570         *sds = (struct sd_lb_stats){
5571                 .busiest = NULL,
5572                 .local = NULL,
5573                 .total_load = 0UL,
5574                 .total_pwr = 0UL,
5575                 .busiest_stat = {
5576                         .avg_load = 0UL,
5577                 },
5578         };
5579 }
5580
5581 /**
5582  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
5583  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
5584  * @idle: The idle status of the CPU for whose sd load_idx is obtained.
5585  *
5586  * Return: The load index.
5587  */
5588 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
5589                                         enum cpu_idle_type idle)
5590 {
5591         int load_idx;
5592
5593         switch (idle) {
5594         case CPU_NOT_IDLE:
5595                 load_idx = sd->busy_idx;
5596                 break;
5597
5598         case CPU_NEWLY_IDLE:
5599                 load_idx = sd->newidle_idx;
5600                 break;
5601         default:
5602                 load_idx = sd->idle_idx;
5603                 break;
5604         }
5605
5606         return load_idx;
5607 }
5608
5609 static unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5610 {
5611         return SCHED_POWER_SCALE;
5612 }
5613
5614 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5615 {
5616         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
5617 }
5618
5619 static unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5620 {
5621         unsigned long weight = sd->span_weight;
5622         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
5623
5624         smt_gain /= weight;
5625
5626         return smt_gain;
5627 }
5628
5629 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5630 {
5631         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
5632 }
5633
5634 static unsigned long scale_rt_power(int cpu)
5635 {
5636         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5637         u64 total, available, age_stamp, avg;
5638         s64 delta;
5639
5640         /*
5641          * Since we're reading these variables without serialization make sure
5642          * we read them once before doing sanity checks on them.
5643          */
5644         age_stamp = ACCESS_ONCE(rq->age_stamp);
5645         avg = ACCESS_ONCE(rq->rt_avg);
5646
5647         delta = rq_clock(rq) - age_stamp;
5648         if (unlikely(delta < 0))
5649                 delta = 0;
5650
5651         total = sched_avg_period() + delta;
5652
5653         if (unlikely(total < avg)) {
5654                 /* Ensures that power won't end up being negative */
5655                 available = 0;
5656         } else {
5657                 available = total - avg;
5658         }
5659
5660         if (unlikely((s64)total < SCHED_POWER_SCALE))
5661                 total = SCHED_POWER_SCALE;
5662
5663         total >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5664
5665         return div_u64(available, total);
5666 }
5667
5668 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5669 {
5670         unsigned long weight = sd->span_weight;
5671         unsigned long power = SCHED_POWER_SCALE;
5672         struct sched_group *sdg = sd->groups;
5673
5674         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
5675                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
5676                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
5677                 else
5678                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
5679
5680                 power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5681         }
5682
5683         sdg->sgp->power_orig = power;
5684
5685         if (sched_feat(ARCH_POWER))
5686                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
5687         else
5688                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
5689
5690         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5691
5692         power *= scale_rt_power(cpu);
5693         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
5694
5695         if (!power)
5696                 power = 1;
5697
5698         cpu_rq(cpu)->cpu_power = power;
5699         sdg->sgp->power = power;
5700 }
5701
5702 void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
5703 {
5704         struct sched_domain *child = sd->child;
5705         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
5706         unsigned long power, power_orig;
5707         unsigned long interval;
5708
5709         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
5710         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
5711         sdg->sgp->next_update = jiffies + interval;
5712
5713         if (!child) {
5714                 update_cpu_power(sd, cpu);
5715                 return;
5716         }
5717
5718         power_orig = power = 0;
5719
5720         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
5721                 /*
5722                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
5723                  * span the current group.
5724                  */
5725
5726                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg)) {
5727                         struct sched_group_power *sgp;
5728                         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5729
5730                         /*
5731                          * build_sched_domains() -> init_sched_groups_power()
5732                          * gets here before we've attached the domains to the
5733                          * runqueues.
5734                          *
5735                          * Use power_of(), which is set irrespective of domains
5736                          * in update_cpu_power().
5737                          *
5738                          * This avoids power/power_orig from being 0 and
5739                          * causing divide-by-zero issues on boot.
5740                          *
5741                          * Runtime updates will correct power_orig.
5742                          */
5743                         if (unlikely(!rq->sd)) {
5744                                 power_orig += power_of(cpu);
5745                                 power += power_of(cpu);
5746                                 continue;
5747                         }
5748
5749                         sgp = rq->sd->groups->sgp;
5750                         power_orig += sgp->power_orig;
5751                         power += sgp->power;
5752                 }
5753         } else  {
5754                 /*
5755                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
5756                  * span the current group.
5757                  */ 
5758
5759                 group = child->groups;
5760                 do {
5761                         power_orig += group->sgp->power_orig;
5762                         power += group->sgp->power;
5763                         group = group->next;
5764                 } while (group != child->groups);
5765         }
5766
5767         sdg->sgp->power_orig = power_orig;
5768         sdg->sgp->power = power;
5769 }
5770
5771 /*
5772  * Try and fix up capacity for tiny siblings, this is needed when
5773  * things like SD_ASYM_PACKING need f_b_g to select another sibling
5774  * which on its own isn't powerful enough.
5775  *
5776  * See update_sd_pick_busiest() and check_asym_packing().
5777  */
5778 static inline int
5779 fix_small_capacity(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group)
5780 {
5781         /*
5782          * Only siblings can have significantly less than SCHED_POWER_SCALE
5783          */
5784         if (!(sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER))
5785                 return 0;
5786
5787         /*
5788          * If ~90% of the cpu_power is still there, we're good.
5789          */
5790         if (group->sgp->power * 32 > group->sgp->power_orig * 29)
5791                 return 1;
5792
5793         return 0;
5794 }
5795
5796 /*
5797  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
5798  * groups is inadequate due to tsk_cpus_allowed() constraints.
5799  *
5800  * Imagine a situation of two groups of 4 cpus each and 4 tasks each with a
5801  * cpumask covering 1 cpu of the first group and 3 cpus of the second group.
5802  * Something like:
5803  *
5804  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
5805  *              *     * * *
5806  *
5807  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
5808  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
5809  * cpu 3 and leave one of the cpus in the second group unused.
5810  *
5811  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
5812  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
5813  * moving tasks due to affinity constraints.
5814  *
5815  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
5816  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
5817  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
5818  * to create an effective group imbalance.
5819  *
5820  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
5821  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
5822  * subtle and fragile situation.
5823  */
5824
5825 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
5826 {
5827         return group->sgp->imbalance;
5828 }
5829
5830 /*
5831  * Compute the group capacity.
5832  *
5833  * Avoid the issue where N*frac(smt_power) >= 1 creates 'phantom' cores by
5834  * first dividing out the smt factor and computing the actual number of cores
5835  * and limit power unit capacity with that.
5836  */
5837 static inline int sg_capacity(struct lb_env *env, struct sched_group *group)
5838 {
5839         unsigned int capacity, smt, cpus;
5840         unsigned int power, power_orig;
5841
5842         power = group->sgp->power;
5843         power_orig = group->sgp->power_orig;
5844         cpus = group->group_weight;
5845
5846         /* smt := ceil(cpus / power), assumes: 1 < smt_power < 2 */
5847         smt = DIV_ROUND_UP(SCHED_POWER_SCALE * cpus, power_orig);
5848         capacity = cpus / smt; /* cores */
5849
5850         capacity = min_t(unsigned, capacity, DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_POWER_SCALE));
5851         if (!capacity)
5852                 capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
5853
5854         return capacity;
5855 }
5856
5857 /**
5858  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
5859  * @env: The load balancing environment.
5860  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
5861  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
5862  * @local_group: Does group contain this_cpu.
5863  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
5864  */
5865 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
5866                         struct sched_group *group, int load_idx,
5867                         int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
5868 {
5869         unsigned long load;
5870         int i;
5871
5872         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
5873
5874         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
5875                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
5876
5877                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
5878                 if (local_group)
5879                         load = target_load(i, load_idx);
5880                 else
5881                         load = source_load(i, load_idx);
5882
5883                 sgs->group_load += load;
5884                 sgs->sum_nr_running += rq->nr_running;
5885 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5886                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
5887                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
5888 #endif
5889                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
5890                 if (idle_cpu(i))
5891                         sgs->idle_cpus++;
5892         }
5893
5894         /* Adjust by relative CPU power of the group */
5895         sgs->group_power = group->sgp->power;
5896         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_POWER_SCALE) / sgs->group_power;
5897
5898         if (sgs->sum_nr_running)
5899                 sgs->load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
5900
5901         sgs->group_weight = group->group_weight;
5902
5903         sgs->group_imb = sg_imbalanced(group);
5904         sgs->group_capacity = sg_capacity(env, group);
5905
5906         if (sgs->group_capacity > sgs->sum_nr_running)
5907                 sgs->group_has_capacity = 1;
5908 }
5909
5910 /**
5911  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
5912  * @env: The load balancing environment.
5913  * @sds: sched_domain statistics
5914  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
5915  * @sgs: sched_group statistics
5916  *
5917  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
5918  * busiest group.
5919  *
5920  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
5921  * busiest group. %false otherwise.
5922  */
5923 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
5924                                    struct sd_lb_stats *sds,
5925                                    struct sched_group *sg,
5926                                    struct sg_lb_stats *sgs)
5927 {
5928         if (sgs->avg_load <= sds->busiest_stat.avg_load)
5929                 return false;
5930
5931         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity)
5932                 return true;
5933
5934         if (sgs->group_imb)
5935                 return true;
5936
5937         /*
5938          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
5939          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
5940          * higher than ourself as busy.
5941          */
5942         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && sgs->sum_nr_running &&
5943             env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
5944                 if (!sds->busiest)
5945                         return true;
5946
5947                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
5948                         return true;
5949         }
5950
5951         return false;
5952 }
5953
5954 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5955 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
5956 {
5957         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_numa_running)
5958                 return regular;
5959         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
5960                 return remote;
5961         return all;
5962 }
5963
5964 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
5965 {
5966         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
5967                 return regular;
5968         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
5969                 return remote;
5970         return all;
5971 }
5972 #else
5973 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
5974 {
5975         return all;
5976 }
5977
5978 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
5979 {
5980         return regular;
5981 }
5982 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
5983
5984 /**
5985  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
5986  * @env: The load balancing environment.
5987  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
5988  */
5989 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
5990 {
5991         struct sched_domain *child = env->sd->child;
5992         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
5993         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
5994         int load_idx, prefer_sibling = 0;
5995
5996         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
5997                 prefer_sibling = 1;
5998
5999         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
6000
6001         do {
6002                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
6003                 int local_group;
6004
6005                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
6006                 if (local_group) {
6007                         sds->local = sg;
6008                         sgs = &sds->local_stat;
6009
6010                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
6011                             time_after_eq(jiffies, sg->sgp->next_update))
6012                                 update_group_power(env->sd, env->dst_cpu);
6013                 }
6014
6015                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, sgs);
6016
6017                 if (local_group)
6018                         goto next_group;
6019
6020                 /*
6021                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
6022                  * first, lower the sg capacity to one so that we'll try
6023                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
6024                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
6025                  * these excess tasks, i.e. nr_running < group_capacity. The
6026                  * extra check prevents the case where you always pull from the
6027                  * heaviest group when it is already under-utilized (possible
6028                  * with a large weight task outweighs the tasks on the system).
6029                  */
6030                 if (prefer_sibling && sds->local &&
6031                     sds->local_stat.group_has_capacity)
6032                         sgs->group_capacity = min(sgs->group_capacity, 1U);
6033
6034                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
6035                         sds->busiest = sg;
6036                         sds->busiest_stat = *sgs;
6037                 }
6038
6039 next_group:
6040                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
6041                 sds->total_load += sgs->group_load;
6042                 sds->total_pwr += sgs->group_power;
6043
6044                 sg = sg->next;
6045         } while (sg != env->sd->groups);
6046
6047         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
6048                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
6049 }
6050
6051 /**
6052  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
6053  *                      sched doman.
6054  *
6055  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
6056  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
6057  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
6058  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
6059  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
6060  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
6061  *
6062  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
6063  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
6064  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
6065  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
6066  * number.
6067  *
6068  * Return: 1 when packing is required and a task should be moved to
6069  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
6070  *
6071  * @env: The load balancing environment.
6072  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
6073  */
6074 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6075 {
6076         int busiest_cpu;
6077
6078         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
6079                 return 0;
6080
6081         if (!sds->busiest)
6082                 return 0;
6083
6084         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
6085         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
6086                 return 0;
6087
6088         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
6089                 sds->busiest_stat.avg_load * sds->busiest_stat.group_power,
6090                 SCHED_POWER_SCALE);
6091
6092         return 1;
6093 }
6094
6095 /**
6096  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
6097  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
6098  *                      load balancing.
6099  * @env: The load balancing environment.
6100  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
6101  */
6102 static inline
6103 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6104 {
6105         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
6106         unsigned int imbn = 2;
6107         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
6108         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
6109
6110         local = &sds->local_stat;
6111         busiest = &sds->busiest_stat;
6112
6113         if (!local->sum_nr_running)
6114                 local->load_per_task = cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
6115         else if (busiest->load_per_task > local->load_per_task)
6116                 imbn = 1;
6117
6118         scaled_busy_load_per_task =
6119                 (busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
6120                 busiest->group_power;
6121
6122         if (busiest->avg_load + scaled_busy_load_per_task >=
6123             local->avg_load + (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
6124                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
6125                 return;
6126         }
6127
6128         /*
6129          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
6130          * however we may be able to increase total CPU power used by
6131          * moving them.
6132          */
6133
6134         pwr_now += busiest->group_power *
6135                         min(busiest->load_per_task, busiest->avg_load);
6136         pwr_now += local->group_power *
6137                         min(local->load_per_task, local->avg_load);
6138         pwr_now /= SCHED_POWER_SCALE;
6139
6140         /* Amount of load we'd subtract */
6141         if (busiest->avg_load > scaled_busy_load_per_task) {
6142                 pwr_move += busiest->group_power *
6143                             min(busiest->load_per_task,
6144                                 busiest->avg_load - scaled_busy_load_per_task);
6145         }
6146
6147         /* Amount of load we'd add */
6148         if (busiest->avg_load * busiest->group_power <
6149             busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) {
6150                 tmp = (busiest->avg_load * busiest->group_power) /
6151                       local->group_power;
6152         } else {
6153                 tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
6154                       local->group_power;
6155         }
6156         pwr_move += local->group_power *
6157                     min(local->load_per_task, local->avg_load + tmp);
6158         pwr_move /= SCHED_POWER_SCALE;
6159
6160         /* Move if we gain throughput */
6161         if (pwr_move > pwr_now)
6162                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
6163 }
6164
6165 /**
6166  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
6167  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
6168  * @env: load balance environment
6169  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
6170  */
6171 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6172 {
6173         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
6174         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
6175
6176         local = &sds->local_stat;
6177         busiest = &sds->busiest_stat;
6178
6179         if (busiest->group_imb) {
6180                 /*
6181                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
6182                  * to ensure cpu-load equilibrium, look at wider averages. XXX
6183                  */
6184                 busiest->load_per_task =
6185                         min(busiest->load_per_task, sds->avg_load);
6186         }
6187
6188         /*
6189          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
6190          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
6191          * its cpu_power, while calculating max_load..)
6192          */
6193         if (busiest->avg_load <= sds->avg_load ||
6194             local->avg_load >= sds->avg_load) {
6195                 env->imbalance = 0;
6196                 return fix_small_imbalance(env, sds);
6197         }
6198
6199         if (!busiest->group_imb) {
6200                 /*
6201                  * Don't want to pull so many tasks that a group would go idle.
6202                  * Except of course for the group_imb case, since then we might
6203                  * have to drop below capacity to reach cpu-load equilibrium.
6204                  */
6205                 load_above_capacity =
6206                         (busiest->sum_nr_running - busiest->group_capacity);
6207
6208                 load_above_capacity *= (SCHED_LOAD_SCALE * SCHED_POWER_SCALE);
6209                 load_above_capacity /= busiest->group_power;
6210         }
6211
6212         /*
6213          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
6214          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
6215          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
6216          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
6217          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
6218          * for the minimum possible imbalance.
6219          */
6220         max_pull = min(busiest->avg_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
6221
6222         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
6223         env->imbalance = min(
6224                 max_pull * busiest->group_power,
6225                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_power
6226         ) / SCHED_POWER_SCALE;
6227
6228         /*
6229          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
6230          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
6231          * a think about bumping its value to force at least one task to be
6232          * moved
6233          */
6234         if (env->imbalance < busiest->load_per_task)
6235                 return fix_small_imbalance(env, sds);
6236 }
6237
6238 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
6239
6240 /**
6241  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
6242  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
6243  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
6244  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
6245  * such a group exists.
6246  *
6247  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
6248  * to restore balance.
6249  *
6250  * @env: The load balancing environment.
6251  *
6252  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
6253  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
6254  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
6255  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
6256  */
6257 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
6258 {
6259         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
6260         struct sd_lb_stats sds;
6261
6262         init_sd_lb_stats(&sds);
6263
6264         /*
6265          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
6266          * this level.
6267          */
6268         update_sd_lb_stats(env, &sds);
6269         local = &sds.local_stat;
6270         busiest = &sds.busiest_stat;
6271
6272         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
6273             check_asym_packing(env, &sds))
6274                 return sds.busiest;
6275
6276         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
6277         if (!sds.busiest || busiest->sum_nr_running == 0)
6278                 goto out_balanced;
6279
6280         sds.avg_load = (SCHED_POWER_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
6281
6282         /*
6283          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
6284          * work because they assume all things are equal, which typically
6285          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
6286          */
6287         if (busiest->group_imb)
6288                 goto force_balance;
6289
6290         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
6291         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && local->group_has_capacity &&
6292             !busiest->group_has_capacity)
6293                 goto force_balance;
6294
6295         /*
6296          * If the local group is more busy than the selected busiest group
6297          * don't try and pull any tasks.
6298          */
6299         if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
6300                 goto out_balanced;
6301
6302         /*
6303          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
6304          * average load.
6305          */
6306         if (local->avg_load >= sds.avg_load)
6307                 goto out_balanced;
6308
6309         if (env->idle == CPU_IDLE) {
6310                 /*
6311                  * This cpu is idle. If the busiest group load doesn't
6312                  * have more tasks than the number of available cpu's and
6313                  * there is no imbalance between this and busiest group
6314                  * wrt to idle cpu's, it is balanced.
6315                  */
6316                 if ((local->idle_cpus < busiest->idle_cpus) &&
6317                     busiest->sum_nr_running <= busiest->group_weight)
6318                         goto out_balanced;
6319         } else {
6320                 /*
6321                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
6322                  * imbalance_pct to be conservative.
6323                  */
6324                 if (100 * busiest->avg_load <=
6325                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
6326                         goto out_balanced;
6327         }
6328
6329 force_balance:
6330         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
6331         calculate_imbalance(env, &sds);
6332         return sds.busiest;
6333
6334 out_balanced:
6335         env->imbalance = 0;
6336         return NULL;
6337 }
6338
6339 /*
6340  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
6341  */
6342 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
6343                                      struct sched_group *group)
6344 {
6345         struct rq *busiest = NULL, *rq;
6346         unsigned long busiest_load = 0, busiest_power = 1;
6347         int i;
6348
6349         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
6350                 unsigned long power, capacity, wl;
6351                 enum fbq_type rt;
6352
6353                 rq = cpu_rq(i);
6354                 rt = fbq_classify_rq(rq);
6355
6356                 /*
6357                  * We classify groups/runqueues into three groups:
6358                  *  - regular: there are !numa tasks
6359                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
6360                  *  - all:     there is no distinction
6361                  *
6362                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
6363                  * ignore those when there's better options.
6364                  *
6365                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
6366                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
6367                  * queue by moving tasks around inside the node.
6368                  *
6369                  * If we cannot move enough load due to this classification
6370                  * the next pass will adjust the group classification and
6371                  * allow migration of more tasks.
6372                  *
6373                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
6374                  */
6375                 if (rt > env->fbq_type)
6376                         continue;
6377
6378                 power = power_of(i);
6379                 capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_POWER_SCALE);
6380                 if (!capacity)
6381                         capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
6382
6383                 wl = weighted_cpuload(i);
6384
6385                 /*
6386                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
6387                  * which is not scaled with the cpu power.
6388                  */
6389                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance)
6390                         continue;
6391
6392                 /*
6393                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
6394                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu power, so that
6395                  * the load can be moved away from the cpu that is potentially
6396                  * running at a lower capacity.
6397                  *
6398                  * Thus we're looking for max(wl_i / power_i), crosswise
6399                  * multiplication to rid ourselves of the division works out
6400                  * to: wl_i * power_j > wl_j * power_i;  where j is our
6401                  * previous maximum.
6402                  */
6403                 if (wl * busiest_power > busiest_load * power) {
6404                         busiest_load = wl;
6405                         busiest_power = power;
6406                         busiest = rq;
6407                 }
6408         }
6409
6410         return busiest;
6411 }
6412
6413 /*
6414  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
6415  * so long as it is large enough.
6416  */
6417 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
6418
6419 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
6420 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
6421
6422 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
6423 {
6424         struct sched_domain *sd = env->sd;
6425
6426         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
6427
6428                 /*
6429                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
6430                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
6431                  * lowest numbered CPUs.
6432                  */
6433                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
6434                         return 1;
6435         }
6436
6437         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
6438 }
6439
6440 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
6441
6442 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
6443 {
6444         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
6445         struct cpumask *sg_cpus, *sg_mask;
6446         int cpu, balance_cpu = -1;
6447
6448         /*
6449          * In the newly idle case, we will allow all the cpu's
6450          * to do the newly idle load balance.
6451          */
6452         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6453                 return 1;
6454
6455         sg_cpus = sched_group_cpus(sg);
6456         sg_mask = sched_group_mask(sg);
6457         /* Try to find first idle cpu */
6458         for_each_cpu_and(cpu, sg_cpus, env->cpus) {
6459                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, sg_mask) || !idle_cpu(cpu))
6460                         continue;
6461
6462                 balance_cpu = cpu;
6463                 break;
6464         }
6465
6466         if (balance_cpu == -1)
6467                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
6468
6469         /*
6470          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
6471          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
6472          */
6473         return balance_cpu == env->dst_cpu;
6474 }
6475
6476 /*
6477  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
6478  * tasks if there is an imbalance.
6479  */
6480 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
6481                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
6482                         int *continue_balancing)
6483 {
6484         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
6485         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
6486         struct sched_group *group;
6487         struct rq *busiest;
6488         unsigned long flags;
6489         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_mask);
6490
6491         struct lb_env env = {
6492                 .sd             = sd,
6493                 .dst_cpu        = this_cpu,
6494                 .dst_rq         = this_rq,
6495                 .dst_grpmask    = sched_group_cpus(sd->groups),
6496                 .idle           = idle,
6497                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
6498                 .cpus           = cpus,
6499                 .fbq_type       = all,
6500         };
6501
6502         /*
6503          * For NEWLY_IDLE load_balancing, we don't need to consider
6504          * other cpus in our group
6505          */
6506         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6507                 env.dst_grpmask = NULL;
6508
6509         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
6510
6511         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
6512
6513 redo:
6514         if (!should_we_balance(&env)) {
6515                 *continue_balancing = 0;
6516                 goto out_balanced;
6517         }
6518
6519         group = find_busiest_group(&env);
6520         if (!group) {
6521                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
6522                 goto out_balanced;
6523         }
6524
6525         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
6526         if (!busiest) {
6527                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
6528                 goto out_balanced;
6529         }
6530
6531         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
6532
6533         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
6534
6535         ld_moved = 0;
6536         if (busiest->nr_running > 1) {
6537                 /*
6538                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
6539                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
6540                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
6541                  * correctly treated as an imbalance.
6542                  */
6543                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
6544                 env.src_cpu   = busiest->cpu;
6545                 env.src_rq    = busiest;
6546                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
6547
6548 more_balance:
6549                 local_irq_save(flags);
6550                 double_rq_lock(env.dst_rq, busiest);
6551
6552                 /*
6553                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
6554                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
6555                  */
6556                 cur_ld_moved = move_tasks(&env);
6557                 ld_moved += cur_ld_moved;
6558                 double_rq_unlock(env.dst_rq, busiest);
6559                 local_irq_restore(flags);
6560
6561                 /*
6562                  * some other cpu did the load balance for us.
6563                  */
6564                 if (cur_ld_moved && env.dst_cpu != smp_processor_id())
6565                         resched_cpu(env.dst_cpu);
6566
6567                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
6568                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
6569                         goto more_balance;
6570                 }
6571
6572                 /*
6573                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
6574                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
6575                  * where they can run. The upper limit on how many times we
6576                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
6577                  * sched_group.
6578                  *
6579                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
6580                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
6581                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
6582                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
6583                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
6584                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
6585                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
6586                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
6587                  * This however should not happen so much in practice and
6588                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
6589                  * excess load moved.
6590                  */
6591                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
6592
6593                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
6594                         cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
6595
6596                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
6597                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
6598                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
6599                         env.loop         = 0;
6600                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
6601
6602                         /*
6603                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
6604                          * need to continue with same src_cpu.
6605                          */
6606                         goto more_balance;
6607                 }
6608
6609                 /*
6610                  * We failed to reach balance because of affinity.
6611                  */
6612                 if (sd_parent) {
6613                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgp->imbalance;
6614
6615                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0) {
6616                                 *group_imbalance = 1;
6617                         } else if (*group_imbalance)
6618                                 *group_imbalance = 0;
6619                 }
6620
6621                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
6622                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
6623                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
6624                         if (!cpumask_empty(cpus)) {
6625                                 env.loop = 0;
6626                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
6627                                 goto redo;
6628                         }
6629                         goto out_balanced;
6630                 }
6631         }
6632
6633         if (!ld_moved) {
6634                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
6635                 /*
6636                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
6637                  * We do not want newidle balance, which can be very
6638                  * frequent, pollute the failure counter causing
6639                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
6640                  */
6641                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
6642                         sd->nr_balance_failed++;
6643
6644                 if (need_active_balance(&env)) {
6645                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
6646
6647                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
6648                          * if the curr task on busiest cpu can't be
6649                          * moved to this_cpu
6650                          */
6651                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
6652                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
6653                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
6654                                                             flags);
6655                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
6656                                 goto out_one_pinned;
6657                         }
6658
6659                         /*
6660                          * ->active_balance synchronizes accesses to
6661                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
6662                          * only after active load balance is finished.
6663                          */
6664                         if (!busiest->active_balance) {
6665                                 busiest->active_balance = 1;
6666                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
6667                                 active_balance = 1;
6668                         }
6669                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
6670
6671                         if (active_balance) {
6672                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
6673                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
6674                                         &busiest->active_balance_work);
6675                         }
6676
6677                         /*
6678                          * We've kicked active balancing, reset the failure
6679                          * counter.
6680                          */
6681                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
6682                 }
6683         } else
6684                 sd->nr_balance_failed = 0;
6685
6686         if (likely(!active_balance)) {
6687                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
6688                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
6689         } else {
6690                 /*
6691                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
6692                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
6693                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
6694                  * move_tasks).
6695                  */
6696                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
6697                         sd->balance_interval *= 2;
6698         }
6699
6700         goto out;
6701
6702 out_balanced:
6703         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
6704
6705         sd->nr_balance_failed = 0;
6706
6707 out_one_pinned:
6708         /* tune up the balancing interval */
6709         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
6710                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
6711                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
6712                 sd->balance_interval *= 2;
6713
6714         ld_moved = 0;
6715 out:
6716         return ld_moved;
6717 }
6718
6719 static inline unsigned long
6720 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
6721 {
6722         unsigned long interval = sd->balance_interval;
6723
6724         if (cpu_busy)
6725                 interval *= sd->busy_factor;
6726
6727         /* scale ms to jiffies */
6728         interval = msecs_to_jiffies(interval);
6729         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
6730
6731         return interval;
6732 }
6733
6734 static inline void
6735 update_next_balance(struct sched_domain *sd, int cpu_busy, unsigned long *next_balance)
6736 {
6737         unsigned long interval, next;
6738
6739         interval = get_sd_balance_interval(sd, cpu_busy);
6740         next = sd->last_balance + interval;
6741
6742         if (time_after(*next_balance, next))
6743                 *next_balance = next;
6744 }
6745
6746 /*
6747  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
6748  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
6749  */
6750 static int idle_balance(struct rq *this_rq)
6751 {
6752         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
6753         int this_cpu = this_rq->cpu;
6754         struct sched_domain *sd;
6755         int pulled_task = 0;
6756         u64 curr_cost = 0;
6757
6758         idle_enter_fair(this_rq);
6759
6760         /*
6761          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
6762          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
6763          */
6764         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
6765
6766         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost) {
6767                 rcu_read_lock();
6768                 sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
6769                 if (sd)
6770                         update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
6771                 rcu_read_unlock();
6772
6773                 goto out;
6774         }
6775
6776         /*
6777          * Drop the rq->lock, but keep IRQ/preempt disabled.
6778          */
6779         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
6780
6781         update_blocked_averages(this_cpu);
6782         rcu_read_lock();
6783         for_each_domain(this_cpu, sd) {
6784                 int continue_balancing = 1;
6785                 u64 t0, domain_cost;
6786
6787                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
6788                         continue;
6789
6790                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost) {
6791                         update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
6792                         break;
6793                 }
6794
6795                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
6796                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
6797
6798                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
6799                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
6800                                                    &continue_balancing);
6801
6802                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
6803                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
6804                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
6805
6806                         curr_cost += domain_cost;
6807                 }
6808
6809                 update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
6810
6811                 /*
6812                  * Stop searching for tasks to pull if there are
6813                  * now runnable tasks on this rq.
6814                  */
6815                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0)
6816                         break;
6817         }
6818         rcu_read_unlock();
6819
6820         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
6821
6822         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
6823                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
6824
6825         /*
6826          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
6827          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
6828          * pretend we pulled a task.
6829          */
6830         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
6831                 pulled_task = 1;
6832
6833 out:
6834         /* Move the next balance forward */
6835         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
6836                 this_rq->next_balance = next_balance;
6837
6838         /* Is there a task of a high priority class? */
6839         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
6840                 pulled_task = -1;
6841
6842         if (pulled_task) {
6843                 idle_exit_fair(this_rq);
6844                 this_rq->idle_stamp = 0;
6845         }
6846
6847         return pulled_task;
6848 }
6849
6850 /*
6851  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
6852  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
6853  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
6854  * avoids physical / logical imbalances.
6855  */
6856 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
6857 {
6858         struct rq *busiest_rq = data;
6859         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
6860         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
6861         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
6862         struct sched_domain *sd;
6863
6864         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
6865
6866         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
6867         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
6868                      !busiest_rq->active_balance))
6869                 goto out_unlock;
6870
6871         /* Is there any task to move? */
6872         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
6873                 goto out_unlock;
6874
6875         /*
6876          * This condition is "impossible", if it occurs
6877          * we need to fix it. Originally reported by
6878          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
6879          */
6880         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
6881
6882         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
6883         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
6884
6885         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
6886         rcu_read_lock();
6887         for_each_domain(target_cpu, sd) {
6888                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
6889                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
6890                                 break;
6891         }
6892
6893         if (likely(sd)) {
6894                 struct lb_env env = {
6895                         .sd             = sd,
6896                         .dst_cpu        = target_cpu,
6897                         .dst_rq         = target_rq,
6898                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
6899                         .src_rq         = busiest_rq,
6900                         .idle           = CPU_IDLE,
6901                 };
6902
6903                 schedstat_inc(sd, alb_count);
6904
6905                 if (move_one_task(&env))
6906                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
6907                 else
6908                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
6909         }
6910         rcu_read_unlock();
6911         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
6912 out_unlock:
6913         busiest_rq->active_balance = 0;
6914         raw_spin_unlock_irq(&busiest_rq->lock);
6915         return 0;
6916 }
6917
6918 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
6919 {
6920         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
6921 }
6922
6923 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6924 /*
6925  * idle load balancing details
6926  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
6927  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
6928  *   load balancing for all the idle CPUs.
6929  */
6930 static struct {
6931         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
6932         atomic_t nr_cpus;
6933         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
6934 } nohz ____cacheline_aligned;
6935
6936 static inline int find_new_ilb(void)
6937 {
6938         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
6939
6940         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
6941                 return ilb;
6942
6943         return nr_cpu_ids;
6944 }
6945
6946 /*
6947  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
6948  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
6949  * CPU (if there is one).
6950  */
6951 static void nohz_balancer_kick(void)
6952 {
6953         int ilb_cpu;
6954
6955         nohz.next_balance++;
6956
6957         ilb_cpu = find_new_ilb();
6958
6959         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
6960                 return;
6961
6962         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
6963                 return;
6964         /*
6965          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
6966          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
6967          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
6968          * will be run before returning from the IPI.
6969          */
6970         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
6971         return;
6972 }
6973
6974 static inline void nohz_balance_exit_idle(int cpu)
6975 {
6976         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
6977                 /*
6978                  * Completely isolated CPUs don't ever set, so we must test.
6979                  */
6980                 if (likely(cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))) {
6981                         cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
6982                         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
6983                 }
6984                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
6985         }
6986 }
6987
6988 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
6989 {
6990         struct sched_domain *sd;
6991         int cpu = smp_processor_id();
6992
6993         rcu_read_lock();
6994         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
6995
6996         if (!sd || !sd->nohz_idle)
6997                 goto unlock;
6998         sd->nohz_idle = 0;
6999
7000         atomic_inc(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
7001 unlock:
7002         rcu_read_unlock();
7003 }
7004
7005 void set_cpu_sd_state_idle(void)
7006 {
7007         struct sched_domain *sd;
7008         int cpu = smp_processor_id();
7009
7010         rcu_read_lock();
7011         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
7012
7013         if (!sd || sd->nohz_idle)
7014                 goto unlock;
7015         sd->nohz_idle = 1;
7016
7017         atomic_dec(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
7018 unlock:
7019         rcu_read_unlock();
7020 }
7021
7022 /*
7023  * This routine will record that the cpu is going idle with tick stopped.
7024  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
7025  */
7026 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
7027 {
7028         /*
7029          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
7030          */
7031         if (!cpu_active(cpu))
7032                 return;
7033
7034         if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
7035                 return;
7036
7037         /*
7038          * If we're a completely isolated CPU, we don't play.
7039          */
7040         if (on_null_domain(cpu_rq(cpu)))
7041                 return;
7042
7043         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
7044         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
7045         set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
7046 }
7047
7048 static int sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
7049                                         unsigned long action, void *hcpu)
7050 {
7051         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
7052         case CPU_DYING:
7053                 nohz_balance_exit_idle(smp_processor_id());
7054                 return NOTIFY_OK;
7055         default:
7056                 return NOTIFY_DONE;
7057         }
7058 }
7059 #endif
7060
7061 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
7062
7063 /*
7064  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
7065  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
7066  */
7067 void update_max_interval(void)
7068 {
7069         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
7070 }
7071
7072 /*
7073  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
7074  * and initiates a balancing operation if so.
7075  *
7076  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
7077  */
7078 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
7079 {
7080         int continue_balancing = 1;
7081         int cpu = rq->cpu;
7082         unsigned long interval;
7083         struct sched_domain *sd;
7084         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
7085         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
7086         int update_next_balance = 0;
7087         int need_serialize, need_decay = 0;
7088         u64 max_cost = 0;
7089
7090         update_blocked_averages(cpu);
7091
7092         rcu_read_lock();
7093         for_each_domain(cpu, sd) {
7094                 /*
7095                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
7096                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
7097                  */
7098                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
7099                         sd->max_newidle_lb_cost =
7100                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
7101                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
7102                         need_decay = 1;
7103                 }
7104                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
7105
7106                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
7107                         continue;
7108
7109                 /*
7110                  * Stop the load balance at this level. There is another
7111                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
7112                  * actively.
7113                  */
7114                 if (!continue_balancing) {
7115                         if (need_decay)
7116                                 continue;
7117                         break;
7118                 }
7119
7120                 interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
7121
7122                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
7123                 if (need_serialize) {
7124                         if (!spin_trylock(&balancing))
7125                                 goto out;
7126                 }
7127
7128                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
7129                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
7130                                 /*
7131                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
7132                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
7133                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
7134                                  */
7135                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
7136                         }
7137                         sd->last_balance = jiffies;
7138                         interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
7139                 }
7140                 if (need_serialize)
7141                         spin_unlock(&balancing);
7142 out:
7143                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
7144                         next_balance = sd->last_balance + interval;
7145                         update_next_balance = 1;
7146                 }
7147         }
7148         if (need_decay) {
7149                 /*
7150                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
7151                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
7152                  */
7153                 rq->max_idle_balance_cost =
7154                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
7155         }
7156         rcu_read_unlock();
7157
7158         /*
7159          * next_balance will be updated only when there is a need.
7160          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
7161          * updated.
7162          */
7163         if (likely(update_next_balance))
7164                 rq->next_balance = next_balance;
7165 }
7166
7167 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7168 /*
7169  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
7170  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
7171  */
7172 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
7173 {
7174         int this_cpu = this_rq->cpu;
7175         struct rq *rq;
7176         int balance_cpu;
7177
7178         if (idle != CPU_IDLE ||
7179             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
7180                 goto end;
7181
7182         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
7183                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
7184                         continue;
7185
7186                 /*
7187                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
7188                  * work being done for other cpus. Next load
7189                  * balancing owner will pick it up.
7190                  */
7191                 if (need_resched())
7192                         break;
7193
7194                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
7195
7196                 /*
7197                  * If time for next balance is due,
7198                  * do the balance.
7199                  */
7200                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
7201                         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
7202                         update_rq_clock(rq);
7203                         update_idle_cpu_load(rq);
7204                         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
7205                         rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
7206                 }
7207
7208                 if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
7209                         this_rq->next_balance = rq->next_balance;
7210         }
7211         nohz.next_balance = this_rq->next_balance;
7212 end:
7213         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
7214 }
7215
7216 /*
7217  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
7218  * of an idle cpu is the system.
7219  *   - This rq has more than one task.
7220  *   - At any scheduler domain level, this cpu's scheduler group has multiple
7221  *     busy cpu's exceeding the group's power.
7222  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
7223  *     domain span are idle.
7224  */
7225 static inline int nohz_kick_needed(struct rq *rq)
7226 {
7227         unsigned long now = jiffies;
7228         struct sched_domain *sd;
7229         struct sched_group_power *sgp;
7230         int nr_busy, cpu = rq->cpu;
7231
7232         if (unlikely(rq->idle_balance))
7233                 return 0;
7234
7235        /*
7236         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
7237         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
7238         */
7239         set_cpu_sd_state_busy();
7240         nohz_balance_exit_idle(cpu);
7241
7242         /*
7243          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
7244          * balancing.
7245          */
7246         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
7247                 return 0;
7248
7249         if (time_before(now, nohz.next_balance))
7250                 return 0;
7251
7252         if (rq->nr_running >= 2)
7253                 goto need_kick;
7254
7255         rcu_read_lock();
7256         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
7257
7258         if (sd) {
7259                 sgp = sd->groups->sgp;
7260                 nr_busy = atomic_read(&sgp->nr_busy_cpus);
7261
7262                 if (nr_busy > 1)
7263                         goto need_kick_unlock;
7264         }
7265
7266         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym, cpu));
7267
7268         if (sd && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
7269                                   sched_domain_span(sd)) < cpu))
7270                 goto need_kick_unlock;
7271
7272         rcu_read_unlock();
7273         return 0;
7274
7275 need_kick_unlock:
7276         rcu_read_unlock();
7277 need_kick:
7278         return 1;
7279 }
7280 #else
7281 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle) { }
7282 #endif
7283
7284 /*
7285  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
7286  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
7287  */
7288 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
7289 {
7290         struct rq *this_rq = this_rq();
7291         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
7292                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
7293
7294         rebalance_domains(this_rq, idle);
7295
7296         /*
7297          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
7298          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
7299          * stopped.
7300          */
7301         nohz_idle_balance(this_rq, idle);
7302 }
7303
7304 /*
7305  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
7306  */
7307 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
7308 {
7309         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
7310         if (unlikely(on_null_domain(rq)))
7311                 return;
7312
7313         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
7314                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
7315 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7316         if (nohz_kick_needed(rq))
7317                 nohz_balancer_kick();
7318 #endif
7319 }
7320
7321 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
7322 {
7323         update_sysctl();
7324 }
7325
7326 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
7327 {
7328         update_sysctl();
7329
7330         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
7331         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
7332 }
7333
7334 #endif /* CONFIG_SMP */
7335
7336 /*
7337  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
7338  */
7339 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
7340 {
7341         struct cfs_rq *cfs_rq;
7342         struct sched_entity *se = &curr->se;
7343
7344         for_each_sched_entity(se) {
7345                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7346                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
7347         }
7348
7349         if (numabalancing_enabled)
7350                 task_tick_numa(rq, curr);
7351
7352         update_rq_runnable_avg(rq, 1);
7353 }
7354
7355 /*
7356  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
7357  *  - child not yet on the tasklist
7358  *  - preemption disabled
7359  */
7360 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
7361 {
7362         struct cfs_rq *cfs_rq;
7363         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
7364         int this_cpu = smp_processor_id();
7365         struct rq *rq = this_rq();
7366         unsigned long flags;
7367
7368         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7369
7370         update_rq_clock(rq);
7371
7372         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
7373         curr = cfs_rq->curr;
7374
7375         /*
7376          * Not only the cpu but also the task_group of the parent might have
7377          * been changed after parent->se.parent,cfs_rq were copied to
7378          * child->se.parent,cfs_rq. So call __set_task_cpu() to make those
7379          * of child point to valid ones.
7380          */
7381         rcu_read_lock();
7382         __set_task_cpu(p, this_cpu);
7383         rcu_read_unlock();
7384
7385         update_curr(cfs_rq);
7386
7387         if (curr)
7388                 se->vruntime = curr->vruntime;
7389         place_entity(cfs_rq, se, 1);
7390
7391         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
7392                 /*
7393                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
7394                  * 'current' within the tree based on its new key value.
7395                  */
7396                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
7397                 resched_task(rq->curr);
7398         }
7399
7400         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
7401
7402         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7403 }
7404
7405 /*
7406  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
7407  * the current task.
7408  */
7409 static void
7410 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
7411 {
7412         if (!p->se.on_rq)
7413                 return;
7414
7415         /*
7416          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
7417          * our priority decreased, or if we are not currently running on
7418          * this runqueue and our priority is higher than the current's
7419          */
7420         if (rq->curr == p) {
7421                 if (p->prio > oldprio)
7422                         resched_task(rq->curr);
7423         } else
7424                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
7425 }
7426
7427 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7428 {
7429         struct sched_entity *se = &p->se;
7430         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7431
7432         /*
7433          * Ensure the task's vruntime is normalized, so that when it's
7434          * switched back to the fair class the enqueue_entity(.flags=0) will
7435          * do the right thing.
7436          *
7437          * If it's on_rq, then the dequeue_entity(.flags=0) will already
7438          * have normalized the vruntime, if it's !on_rq, then only when
7439          * the task is sleeping will it still have non-normalized vruntime.
7440          */
7441         if (!p->on_rq && p->state != TASK_RUNNING) {
7442                 /*
7443                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
7444                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
7445                  */
7446                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
7447                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
7448         }
7449
7450 #ifdef CONFIG_SMP
7451         /*
7452         * Remove our load from contribution when we leave sched_fair
7453         * and ensure we don't carry in an old decay_count if we
7454         * switch back.
7455         */
7456         if (se->avg.decay_count) {
7457                 __synchronize_entity_decay(se);
7458                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
7459         }
7460 #endif
7461 }
7462
7463 /*
7464  * We switched to the sched_fair class.
7465  */
7466 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7467 {
7468         struct sched_entity *se = &p->se;
7469 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7470         /*
7471          * Since the real-depth could have been changed (only FAIR
7472          * class maintain depth value), reset depth properly.
7473          */
7474         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
7475 #endif
7476         if (!se->on_rq)
7477                 return;
7478
7479         /*
7480          * We were most likely switched from sched_rt, so
7481          * kick off the schedule if running, otherwise just see
7482          * if we can still preempt the current task.
7483          */
7484         if (rq->curr == p)
7485                 resched_task(rq->curr);
7486         else
7487                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
7488 }
7489
7490 /* Account for a task changing its policy or group.
7491  *
7492  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
7493  * migrates between groups/classes.
7494  */
7495 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
7496 {
7497         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
7498
7499         for_each_sched_entity(se) {
7500                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7501
7502                 set_next_entity(cfs_rq, se);
7503                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
7504                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
7505         }
7506 }
7507
7508 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
7509 {
7510         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
7511         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
7512 #ifndef CONFIG_64BIT
7513         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
7514 #endif
7515 #ifdef CONFIG_SMP
7516         atomic64_set(&cfs_rq->decay_counter, 1);
7517         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_load, 0);
7518 #endif
7519 }
7520
7521 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7522 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p, int on_rq)
7523 {
7524         struct sched_entity *se = &p->se;
7525         struct cfs_rq *cfs_rq;
7526
7527         /*
7528          * If the task was not on the rq at the time of this cgroup movement
7529          * it must have been asleep, sleeping tasks keep their ->vruntime
7530          * absolute on their old rq until wakeup (needed for the fair sleeper
7531          * bonus in place_entity()).
7532          *
7533          * If it was on the rq, we've just 'preempted' it, which does convert
7534          * ->vruntime to a relative base.
7535          *
7536          * Make sure both cases convert their relative position when migrating
7537          * to another cgroup's rq. This does somewhat interfere with the
7538          * fair sleeper stuff for the first placement, but who cares.
7539          */
7540         /*
7541          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
7542          * But there are some cases where it has already been normalized:
7543          *
7544          * - Moving a forked child which is waiting for being woken up by
7545          *   wake_up_new_task().
7546          * - Moving a task which has been woken up by try_to_wake_up() and
7547          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
7548          *
7549          * To prevent boost or penalty in the new cfs_rq caused by delta
7550          * min_vruntime between the two cfs_rqs, we skip vruntime adjustment.
7551          */
7552         if (!on_rq && (!se->sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING))
7553                 on_rq = 1;
7554
7555         if (!on_rq)
7556                 se->vruntime -= cfs_rq_of(se)->min_vruntime;
7557         set_task_rq(p, task_cpu(p));
7558         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
7559         if (!on_rq) {
7560                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7561                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
7562 #ifdef CONFIG_SMP
7563                 /*
7564                  * migrate_task_rq_fair() will have removed our previous
7565                  * contribution, but we must synchronize for ongoing future
7566                  * decay.
7567                  */
7568                 se->avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
7569                 cfs_rq->blocked_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
7570 #endif
7571         }
7572 }
7573
7574 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
7575 {
7576         int i;
7577
7578         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
7579
7580         for_each_possible_cpu(i) {
7581                 if (tg->cfs_rq)
7582                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
7583                 if (tg->se)
7584                         kfree(tg->se[i]);
7585         }
7586
7587         kfree(tg->cfs_rq);
7588         kfree(tg->se);
7589 }
7590
7591 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7592 {
7593         struct cfs_rq *cfs_rq;
7594         struct sched_entity *se;
7595         int i;
7596
7597         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
7598         if (!tg->cfs_rq)
7599                 goto err;
7600         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
7601         if (!tg->se)
7602                 goto err;
7603
7604         tg->shares = NICE_0_LOAD;
7605
7606         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
7607
7608         for_each_possible_cpu(i) {
7609                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
7610                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7611                 if (!cfs_rq)
7612                         goto err;
7613
7614                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
7615                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7616                 if (!se)
7617                         goto err_free_rq;
7618
7619                 init_cfs_rq(cfs_rq);
7620                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
7621         }
7622
7623         return 1;
7624
7625 err_free_rq:
7626         kfree(cfs_rq);
7627 err:
7628         return 0;
7629 }
7630
7631 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
7632 {
7633         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7634         unsigned long flags;
7635
7636         /*
7637         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
7638         * check on_list without danger of it being re-added.
7639         */
7640         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
7641                 return;
7642
7643         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7644         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
7645         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7646 }
7647
7648 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
7649                         struct sched_entity *se, int cpu,
7650                         struct sched_entity *parent)
7651 {
7652         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7653
7654         cfs_rq->tg = tg;
7655         cfs_rq->rq = rq;
7656         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
7657
7658         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
7659         tg->se[cpu] = se;
7660
7661         /* se could be NULL for root_task_group */
7662         if (!se)
7663                 return;
7664
7665         if (!parent) {
7666                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
7667                 se->depth = 0;
7668         } else {
7669                 se->cfs_rq = parent->my_q;
7670                 se->depth = parent->depth + 1;
7671         }
7672
7673         se->my_q = cfs_rq;
7674         /* guarantee group entities always have weight */
7675         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
7676         se->parent = parent;
7677 }
7678
7679 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
7680
7681 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
7682 {
7683         int i;
7684         unsigned long flags;
7685
7686         /*
7687          * We can't change the weight of the root cgroup.
7688          */
7689         if (!tg->se[0])
7690                 return -EINVAL;
7691
7692         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
7693
7694         mutex_lock(&shares_mutex);
7695         if (tg->shares == shares)
7696                 goto done;
7697
7698         tg->shares = shares;
7699         for_each_possible_cpu(i) {
7700                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
7701                 struct sched_entity *se;
7702
7703                 se = tg->se[i];
7704                 /* Propagate contribution to hierarchy */
7705                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7706
7707                 /* Possible calls to update_curr() need rq clock */
7708                 update_rq_clock(rq);
7709                 for_each_sched_entity(se)
7710                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
7711                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7712         }
7713
7714 done:
7715         mutex_unlock(&shares_mutex);
7716         return 0;
7717 }
7718 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7719
7720 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
7721
7722 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7723 {
7724         return 1;
7725 }
7726
7727 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
7728
7729 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7730
7731
7732 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
7733 {
7734         struct sched_entity *se = &task->se;
7735         unsigned int rr_interval = 0;
7736
7737         /*
7738          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
7739          * idle runqueue:
7740          */
7741         if (rq->cfs.load.weight)
7742                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
7743
7744         return rr_interval;
7745 }
7746
7747 /*
7748  * All the scheduling class methods:
7749  */
7750 const struct sched_class fair_sched_class = {
7751         .next                   = &idle_sched_class,
7752         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
7753         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
7754         .yield_task             = yield_task_fair,
7755         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
7756
7757         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
7758
7759         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
7760         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
7761
7762 #ifdef CONFIG_SMP
7763         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
7764         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
7765
7766         .rq_online              = rq_online_fair,
7767         .rq_offline             = rq_offline_fair,
7768
7769         .task_waking            = task_waking_fair,
7770 #endif
7771
7772         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
7773         .task_tick              = task_tick_fair,
7774         .task_fork              = task_fork_fair,
7775
7776         .prio_changed           = prio_changed_fair,
7777         .switched_from          = switched_from_fair,
7778         .switched_to            = switched_to_fair,
7779
7780         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
7781
7782 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7783         .task_move_group        = task_move_group_fair,
7784 #endif
7785 };
7786
7787 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
7788 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
7789 {
7790         struct cfs_rq *cfs_rq;
7791
7792         rcu_read_lock();
7793         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
7794                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
7795         rcu_read_unlock();
7796 }
7797 #endif
7798
7799 __init void init_sched_fair_class(void)
7800 {
7801 #ifdef CONFIG_SMP
7802         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
7803
7804 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7805         nohz.next_balance = jiffies;
7806         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
7807         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
7808 #endif
7809 #endif /* SMP */
7810
7811 }