]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - kernel/sched/fair.c
f586f17e12a07a1e6b3fa88cadc2b6ec4d02fa3d
[karo-tx-linux.git] / kernel / sched / fair.c
1 /*
2  * Completely Fair Scheduling (CFS) Class (SCHED_NORMAL/SCHED_BATCH)
3  *
4  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
5  *
6  *  Interactivity improvements by Mike Galbraith
7  *  (C) 2007 Mike Galbraith <efault@gmx.de>
8  *
9  *  Various enhancements by Dmitry Adamushko.
10  *  (C) 2007 Dmitry Adamushko <dmitry.adamushko@gmail.com>
11  *
12  *  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
13  *  Copyright IBM Corporation, 2007
14  *  Author: Srivatsa Vaddagiri <vatsa@linux.vnet.ibm.com>
15  *
16  *  Scaled math optimizations by Thomas Gleixner
17  *  Copyright (C) 2007, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
18  *
19  *  Adaptive scheduling granularity, math enhancements by Peter Zijlstra
20  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra <pzijlstr@redhat.com>
21  */
22
23 #include <linux/latencytop.h>
24 #include <linux/sched.h>
25 #include <linux/cpumask.h>
26 #include <linux/slab.h>
27 #include <linux/profile.h>
28 #include <linux/interrupt.h>
29 #include <linux/random.h>
30 #include <linux/mempolicy.h>
31 #include <linux/task_work.h>
32
33 #include <trace/events/sched.h>
34
35 #include "sched.h"
36
37 /*
38  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
39  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
40  *
41  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
42  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
43  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
44  * based scheduling concepts.
45  *
46  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
47  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
48  */
49 unsigned int sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
50 unsigned int normalized_sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
51
52 /*
53  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
54  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
55  *
56  * Options are:
57  * SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
58  * SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
59  * SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
60  */
61 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling
62         = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
63
64 /*
65  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
66  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
67  */
68 unsigned int sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
69 unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
70
71 /*
72  * is kept at sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity
73  */
74 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
75
76 /*
77  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
78  * parent will (try to) run first.
79  */
80 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
81
82 /*
83  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
84  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
85  *
86  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
87  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
88  * have immediate wakeup/sleep latencies.
89  */
90 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
91 unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
92
93 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost = 500000UL;
94
95 /*
96  * The exponential sliding  window over which load is averaged for shares
97  * distribution.
98  * (default: 10msec)
99  */
100 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_shares_window = 10000000UL;
101
102 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
103 /*
104  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
105  * each time a cfs_rq requests quota.
106  *
107  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
108  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
109  * we will always only issue the remaining available time.
110  *
111  * default: 5 msec, units: microseconds
112   */
113 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice = 5000UL;
114 #endif
115
116 /*
117  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
118  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
119  * to users decreases. But the relationship is not linear,
120  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
121  * number of CPUs.
122  *
123  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
124  */
125 static int get_update_sysctl_factor(void)
126 {
127         unsigned int cpus = min_t(int, num_online_cpus(), 8);
128         unsigned int factor;
129
130         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
131         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
132                 factor = 1;
133                 break;
134         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
135                 factor = cpus;
136                 break;
137         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
138         default:
139                 factor = 1 + ilog2(cpus);
140                 break;
141         }
142
143         return factor;
144 }
145
146 static void update_sysctl(void)
147 {
148         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
149
150 #define SET_SYSCTL(name) \
151         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
152         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
153         SET_SYSCTL(sched_latency);
154         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
155 #undef SET_SYSCTL
156 }
157
158 void sched_init_granularity(void)
159 {
160         update_sysctl();
161 }
162
163 #if BITS_PER_LONG == 32
164 # define WMULT_CONST    (~0UL)
165 #else
166 # define WMULT_CONST    (1UL << 32)
167 #endif
168
169 #define WMULT_SHIFT     32
170
171 /*
172  * Shift right and round:
173  */
174 #define SRR(x, y) (((x) + (1UL << ((y) - 1))) >> (y))
175
176 /*
177  * delta *= weight / lw
178  */
179 static unsigned long
180 calc_delta_mine(unsigned long delta_exec, unsigned long weight,
181                 struct load_weight *lw)
182 {
183         u64 tmp;
184
185         /*
186          * weight can be less than 2^SCHED_LOAD_RESOLUTION for task group sched
187          * entities since MIN_SHARES = 2. Treat weight as 1 if less than
188          * 2^SCHED_LOAD_RESOLUTION.
189          */
190         if (likely(weight > (1UL << SCHED_LOAD_RESOLUTION)))
191                 tmp = (u64)delta_exec * scale_load_down(weight);
192         else
193                 tmp = (u64)delta_exec;
194
195         if (!lw->inv_weight) {
196                 unsigned long w = scale_load_down(lw->weight);
197
198                 if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
199                         lw->inv_weight = 1;
200                 else if (unlikely(!w))
201                         lw->inv_weight = WMULT_CONST;
202                 else
203                         lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
204         }
205
206         /*
207          * Check whether we'd overflow the 64-bit multiplication:
208          */
209         if (unlikely(tmp > WMULT_CONST))
210                 tmp = SRR(SRR(tmp, WMULT_SHIFT/2) * lw->inv_weight,
211                         WMULT_SHIFT/2);
212         else
213                 tmp = SRR(tmp * lw->inv_weight, WMULT_SHIFT);
214
215         return (unsigned long)min(tmp, (u64)(unsigned long)LONG_MAX);
216 }
217
218
219 const struct sched_class fair_sched_class;
220
221 /**************************************************************
222  * CFS operations on generic schedulable entities:
223  */
224
225 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
226
227 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
228 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
229 {
230         return cfs_rq->rq;
231 }
232
233 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
234 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
235
236 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
237 {
238 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
239         WARN_ON_ONCE(!entity_is_task(se));
240 #endif
241         return container_of(se, struct task_struct, se);
242 }
243
244 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
245 #define for_each_sched_entity(se) \
246                 for (; se; se = se->parent)
247
248 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
249 {
250         return p->se.cfs_rq;
251 }
252
253 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
254 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
255 {
256         return se->cfs_rq;
257 }
258
259 /* runqueue "owned" by this group */
260 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
261 {
262         return grp->my_q;
263 }
264
265 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
266 {
267         if (!cfs_rq->on_list) {
268                 /*
269                  * Ensure we either appear before our parent (if already
270                  * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
271                  * enqueued.  The fact that we always enqueue bottom-up
272                  * reduces this to two cases.
273                  */
274                 if (cfs_rq->tg->parent &&
275                     cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu_of(rq_of(cfs_rq))]->on_list) {
276                         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
277                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
278                 } else {
279                         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
280                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
281                 }
282
283                 cfs_rq->on_list = 1;
284         }
285 }
286
287 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
288 {
289         if (cfs_rq->on_list) {
290                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
291                 cfs_rq->on_list = 0;
292         }
293 }
294
295 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
296 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
297         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
298
299 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
300 static inline int
301 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
302 {
303         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
304                 return 1;
305
306         return 0;
307 }
308
309 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
310 {
311         return se->parent;
312 }
313
314 /* return depth at which a sched entity is present in the hierarchy */
315 static inline int depth_se(struct sched_entity *se)
316 {
317         int depth = 0;
318
319         for_each_sched_entity(se)
320                 depth++;
321
322         return depth;
323 }
324
325 static void
326 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
327 {
328         int se_depth, pse_depth;
329
330         /*
331          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
332          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
333          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
334          * parent.
335          */
336
337         /* First walk up until both entities are at same depth */
338         se_depth = depth_se(*se);
339         pse_depth = depth_se(*pse);
340
341         while (se_depth > pse_depth) {
342                 se_depth--;
343                 *se = parent_entity(*se);
344         }
345
346         while (pse_depth > se_depth) {
347                 pse_depth--;
348                 *pse = parent_entity(*pse);
349         }
350
351         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
352                 *se = parent_entity(*se);
353                 *pse = parent_entity(*pse);
354         }
355 }
356
357 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
358
359 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
360 {
361         return container_of(se, struct task_struct, se);
362 }
363
364 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
365 {
366         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
367 }
368
369 #define entity_is_task(se)      1
370
371 #define for_each_sched_entity(se) \
372                 for (; se; se = NULL)
373
374 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
375 {
376         return &task_rq(p)->cfs;
377 }
378
379 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
380 {
381         struct task_struct *p = task_of(se);
382         struct rq *rq = task_rq(p);
383
384         return &rq->cfs;
385 }
386
387 /* runqueue "owned" by this group */
388 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
389 {
390         return NULL;
391 }
392
393 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
394 {
395 }
396
397 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
398 {
399 }
400
401 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
402                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
403
404 static inline int
405 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
406 {
407         return 1;
408 }
409
410 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
411 {
412         return NULL;
413 }
414
415 static inline void
416 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
417 {
418 }
419
420 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
421
422 static __always_inline
423 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long delta_exec);
424
425 /**************************************************************
426  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
427  */
428
429 static inline u64 max_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
430 {
431         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
432         if (delta > 0)
433                 min_vruntime = vruntime;
434
435         return min_vruntime;
436 }
437
438 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
439 {
440         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
441         if (delta < 0)
442                 min_vruntime = vruntime;
443
444         return min_vruntime;
445 }
446
447 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
448                                 struct sched_entity *b)
449 {
450         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
451 }
452
453 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
454 {
455         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
456
457         if (cfs_rq->curr)
458                 vruntime = cfs_rq->curr->vruntime;
459
460         if (cfs_rq->rb_leftmost) {
461                 struct sched_entity *se = rb_entry(cfs_rq->rb_leftmost,
462                                                    struct sched_entity,
463                                                    run_node);
464
465                 if (!cfs_rq->curr)
466                         vruntime = se->vruntime;
467                 else
468                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
469         }
470
471         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
472 #ifndef CONFIG_64BIT
473         smp_wmb();
474         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
475 #endif
476 }
477
478 /*
479  * Enqueue an entity into the rb-tree:
480  */
481 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
482 {
483         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
484         struct rb_node *parent = NULL;
485         struct sched_entity *entry;
486         int leftmost = 1;
487
488         /*
489          * Find the right place in the rbtree:
490          */
491         while (*link) {
492                 parent = *link;
493                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
494                 /*
495                  * We dont care about collisions. Nodes with
496                  * the same key stay together.
497                  */
498                 if (entity_before(se, entry)) {
499                         link = &parent->rb_left;
500                 } else {
501                         link = &parent->rb_right;
502                         leftmost = 0;
503                 }
504         }
505
506         /*
507          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
508          * used):
509          */
510         if (leftmost)
511                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
512
513         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
514         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
515 }
516
517 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
518 {
519         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node) {
520                 struct rb_node *next_node;
521
522                 next_node = rb_next(&se->run_node);
523                 cfs_rq->rb_leftmost = next_node;
524         }
525
526         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
527 }
528
529 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
530 {
531         struct rb_node *left = cfs_rq->rb_leftmost;
532
533         if (!left)
534                 return NULL;
535
536         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
537 }
538
539 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
540 {
541         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
542
543         if (!next)
544                 return NULL;
545
546         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
547 }
548
549 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
550 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
551 {
552         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline);
553
554         if (!last)
555                 return NULL;
556
557         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
558 }
559
560 /**************************************************************
561  * Scheduling class statistics methods:
562  */
563
564 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
565                 void __user *buffer, size_t *lenp,
566                 loff_t *ppos)
567 {
568         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
569         int factor = get_update_sysctl_factor();
570
571         if (ret || !write)
572                 return ret;
573
574         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
575                                         sysctl_sched_min_granularity);
576
577 #define WRT_SYSCTL(name) \
578         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
579         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
580         WRT_SYSCTL(sched_latency);
581         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
582 #undef WRT_SYSCTL
583
584         return 0;
585 }
586 #endif
587
588 /*
589  * delta /= w
590  */
591 static inline unsigned long
592 calc_delta_fair(unsigned long delta, struct sched_entity *se)
593 {
594         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
595                 delta = calc_delta_mine(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
596
597         return delta;
598 }
599
600 /*
601  * The idea is to set a period in which each task runs once.
602  *
603  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
604  * this period because otherwise the slices get too small.
605  *
606  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
607  */
608 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
609 {
610         u64 period = sysctl_sched_latency;
611         unsigned long nr_latency = sched_nr_latency;
612
613         if (unlikely(nr_running > nr_latency)) {
614                 period = sysctl_sched_min_granularity;
615                 period *= nr_running;
616         }
617
618         return period;
619 }
620
621 /*
622  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
623  * proportional to the weight.
624  *
625  * s = p*P[w/rw]
626  */
627 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
628 {
629         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
630
631         for_each_sched_entity(se) {
632                 struct load_weight *load;
633                 struct load_weight lw;
634
635                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
636                 load = &cfs_rq->load;
637
638                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
639                         lw = cfs_rq->load;
640
641                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
642                         load = &lw;
643                 }
644                 slice = calc_delta_mine(slice, se->load.weight, load);
645         }
646         return slice;
647 }
648
649 /*
650  * We calculate the vruntime slice of a to be inserted task
651  *
652  * vs = s/w
653  */
654 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
655 {
656         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
657 }
658
659 static void update_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int global_update);
660 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq);
661
662 /*
663  * Update the current task's runtime statistics. Skip current tasks that
664  * are not in our scheduling class.
665  */
666 static inline void
667 __update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr,
668               unsigned long delta_exec)
669 {
670         unsigned long delta_exec_weighted;
671
672         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
673                       max((u64)delta_exec, curr->statistics.exec_max));
674
675         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
676         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
677         delta_exec_weighted = calc_delta_fair(delta_exec, curr);
678
679         curr->vruntime += delta_exec_weighted;
680         update_min_vruntime(cfs_rq);
681
682 #if defined CONFIG_SMP && defined CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
683         cfs_rq->load_unacc_exec_time += delta_exec;
684 #endif
685 }
686
687 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
688 {
689         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
690         u64 now = rq_of(cfs_rq)->clock_task;
691         unsigned long delta_exec;
692
693         if (unlikely(!curr))
694                 return;
695
696         /*
697          * Get the amount of time the current task was running
698          * since the last time we changed load (this cannot
699          * overflow on 32 bits):
700          */
701         delta_exec = (unsigned long)(now - curr->exec_start);
702         if (!delta_exec)
703                 return;
704
705         __update_curr(cfs_rq, curr, delta_exec);
706         curr->exec_start = now;
707
708         if (entity_is_task(curr)) {
709                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
710
711                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
712                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
713                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
714         }
715
716         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
717 }
718
719 static inline void
720 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
721 {
722         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_of(cfs_rq)->clock);
723 }
724
725 /*
726  * Task is being enqueued - update stats:
727  */
728 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
729 {
730         /*
731          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
732          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
733          */
734         if (se != cfs_rq->curr)
735                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
736 }
737
738 static void
739 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
740 {
741         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
742                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start));
743         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
744         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
745                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start);
746 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
747         if (entity_is_task(se)) {
748                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
749                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start);
750         }
751 #endif
752         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
753 }
754
755 static inline void
756 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
757 {
758         /*
759          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
760          * waiting task:
761          */
762         if (se != cfs_rq->curr)
763                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
764 }
765
766 /*
767  * We are picking a new current task - update its stats:
768  */
769 static inline void
770 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
771 {
772         /*
773          * We are starting a new run period:
774          */
775         se->exec_start = rq_of(cfs_rq)->clock_task;
776 }
777
778 /**************************************************
779  * Scheduling class numa methods.
780  *
781  * The purpose of the NUMA bits are to maintain compute (task) and data
782  * (memory) locality. We try and achieve this by making tasks stick to
783  * a particular node (their home node) but if fairness mandates they run
784  * elsewhere for long enough, we let the memory follow them.
785  *
786  * Tasks start out with their home-node unset (-1) this effectively means
787  * they act !NUMA until we've established the task is busy enough to bother
788  * with placement.
789  *
790  * Once we start doing NUMA placement there's two modes, 'small' process-wide
791  * and 'big' per-task. For the small mode we have a process-wide home node
792  * and lazily mirgrate all memory only when this home-node changes.
793  *
794  * For big mode we keep a home-node per task and use periodic fault scans
795  * to try and estalish a task<->page relation. This assumes the task<->page
796  * relation is a compute<->data relation, this is false for things like virt.
797  * and n:m threading solutions but its the best we can do given the
798  * information we have.
799  */
800
801 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
802
803 #ifdef CONFIG_SCHED_NUMA
804 static void account_offnode_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
805 {
806         p->numa_contrib = task_h_load(p);
807         rq->offnode_weight += p->numa_contrib;
808         rq->offnode_running++;
809 }
810
811 static void account_offnode_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
812 {
813         rq->offnode_weight -= p->numa_contrib;
814         rq->offnode_running--;
815 }
816
817 /*
818  * numa task sample period in ms: 2.5s
819  */
820 unsigned int sysctl_sched_numa_task_period = 2500;
821
822 /*
823  * Determine if a process is 'big'.
824  *
825  * Currently only looks at CPU-time used, maybe we should also add an RSS
826  * heuristic.
827  */
828 static bool task_numa_big(struct task_struct *p)
829 {
830         struct sched_domain *sd;
831         struct task_struct *t;
832         u64 walltime = local_clock();
833         u64 runtime = 0;
834         int weight = 0;
835
836         if (sched_feat(NUMA_FORCE_BIG))
837                 return true;
838
839         rcu_read_lock();
840         t = p;
841         do {
842                 if (t->sched_class == &fair_sched_class)
843                         runtime += t->se.sum_exec_runtime;
844         } while ((t = next_thread(t)) != p);
845
846         sd = rcu_dereference(__raw_get_cpu_var(sd_node));
847         if (sd)
848                 weight = sd->span_weight;
849         rcu_read_unlock();
850
851         runtime -= p->numa_runtime_stamp;
852         walltime -= p->numa_walltime_stamp;
853
854         p->numa_runtime_stamp += runtime;
855         p->numa_walltime_stamp += walltime;
856
857         /*
858          * We're 'big' when we burn more than half a node's worth
859          * of cputime.
860          */
861         return runtime > walltime * max(1, weight / 2);
862 }
863
864 static bool had_many_migrate_failures(struct task_struct *p)
865 {
866         /* More than 1/4 of the attempted NUMA page migrations failed. */
867         return p->mm->numa_migrate_failed * 3 > p->mm->numa_migrate_success;
868 }
869
870 static inline bool need_numa_migration(struct task_struct *p)
871 {
872         /*
873          * We need to change our home-node, its been different for 2 samples.
874          * See the whole P(n)^2 story in task_tick_numa().
875          */
876         return p->node_curr == p->node_last && p->node != p->node_curr;
877 }
878
879 static void sched_setnode_process(struct task_struct *p, int node)
880 {
881         struct task_struct *t = p;
882
883         rcu_read_lock();
884         do {
885                 sched_setnode(t, node);
886         } while ((t = next_thread(t)) != p);
887         rcu_read_unlock();
888 }
889
890 /*
891  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
892  * Triggered from task_tick_numa().
893  */
894 void task_numa_work(struct callback_head *work)
895 {
896         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
897         struct task_struct *p = current;
898         bool need_migration;
899         int big;
900
901         WARN_ON_ONCE(p != container_of(work, struct task_struct, rcu));
902
903         /*
904          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
905          *
906          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
907          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
908          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
909          * work.
910          */
911         if (p->flags & PF_EXITING)
912                 return;
913
914         big = p->mm->numa_big;
915         need_migration = need_numa_migration(p);
916
917         /*
918          * Change per-task state before the process wide freq. throttle,
919          * otherwise it might be a long while ere this task wins the
920          * lottery and gets its home-node set.
921          */
922         if (big && need_migration)
923                 sched_setnode(p, p->node_curr);
924
925         /*
926          * Enforce maximal scan/migration frequency..
927          */
928         migrate = p->mm->numa_next_scan;
929         if (time_before(now, migrate))
930                 return;
931
932         next_scan = now + 2*msecs_to_jiffies(sysctl_sched_numa_task_period);
933         if (cmpxchg(&p->mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
934                 return;
935
936         if (!big) {
937                 /* Age the numa migrate statistics. */
938                 p->mm->numa_migrate_failed /= 2;
939                 p->mm->numa_migrate_success /= 2;
940
941                 big = p->mm->numa_big = task_numa_big(p);
942         }
943
944         if (need_migration) {
945                 if (big)
946                         sched_setnode(p, p->node_curr);
947                 else
948                         sched_setnode_process(p, p->node_curr);
949         }
950
951         if (big || need_migration || had_many_migrate_failures(p))
952                 lazy_migrate_process(p->mm);
953 }
954
955 /*
956  * Sample task location from hardirq context (tick), this has minimal bias with
957  * obvious exceptions of frequency interference and tick avoidance techniques.
958  * If this were to become a problem we could move this sampling into the
959  * sleep/wakeup path -- but we'd prefer to avoid that for obvious reasons.
960  */
961 void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
962 {
963         u64 period, now;
964
965         /*
966          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
967          */
968         if (!curr->mm)
969                 return;
970
971         /*
972          * Sample our node location every @sysctl_sched_numa_task_period
973          * runtime ms. We use a two stage selection in order to filter
974          * unlikely locations.
975          *
976          * If P(n) is the probability we're on node 'n', then the probability
977          * we sample the same node twice is P(n)^2. This quadric squishes small
978          * values and makes it more likely we end up on nodes where we have
979          * significant presence.
980          *
981          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
982          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
983          * task needs to have done some actual work before we bother with
984          * NUMA placement.
985          */
986         now = curr->se.sum_exec_runtime;
987         period = (u64)sysctl_sched_numa_task_period * NSEC_PER_MSEC;
988
989         if (now - curr->node_stamp > period) {
990                 curr->node_stamp = now;
991
992                 curr->node_last = curr->node_curr;
993                 curr->node_curr = numa_node_id();
994
995                 /*
996                  * We need to do expensive work to either migrate or
997                  * drive priodic state update or scanning for 'big' processes.
998                  */
999                 if (need_numa_migration(curr) ||
1000                     !time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
1001                         /*
1002                          * We can re-use curr->rcu because we checked curr->mm
1003                          * != NULL so release_task()->call_rcu() was not called
1004                          * yet and exit_task_work() is called before
1005                          * exit_notify().
1006                          */
1007                         init_task_work(&curr->rcu, task_numa_work);
1008                         task_work_add(curr, &curr->rcu, true);
1009                 }
1010         }
1011 }
1012 #else
1013 static void account_offnode_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1014 {
1015 }
1016
1017 static void account_offnode_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1018 {
1019 }
1020
1021 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1022 {
1023 }
1024 #endif /* CONFIG_SCHED_NUMA */
1025
1026 /**************************************************
1027  * Scheduling class queueing methods:
1028  */
1029
1030 static void
1031 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1032 {
1033         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
1034         if (!parent_entity(se))
1035                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
1036 #ifdef CONFIG_SMP
1037         if (entity_is_task(se)) {
1038                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
1039                 struct task_struct *p = task_of(se);
1040                 struct list_head *tasks = &rq->cfs_tasks;
1041
1042                 if (offnode_task(p)) {
1043                         account_offnode_enqueue(rq, p);
1044                         tasks = offnode_tasks(rq);
1045                 }
1046
1047                 list_add(&se->group_node, tasks);
1048         }
1049 #endif /* CONFIG_SMP */
1050         cfs_rq->nr_running++;
1051 }
1052
1053 static void
1054 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1055 {
1056         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
1057         if (!parent_entity(se))
1058                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
1059         if (entity_is_task(se)) {
1060                 struct task_struct *p = task_of(se);
1061
1062                 list_del_init(&se->group_node);
1063
1064                 if (offnode_task(p))
1065                         account_offnode_dequeue(rq_of(cfs_rq), p);
1066         }
1067         cfs_rq->nr_running--;
1068 }
1069
1070 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1071 /* we need this in update_cfs_load and load-balance functions below */
1072 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
1073 # ifdef CONFIG_SMP
1074 static void update_cfs_rq_load_contribution(struct cfs_rq *cfs_rq,
1075                                             int global_update)
1076 {
1077         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
1078         long load_avg;
1079
1080         load_avg = div64_u64(cfs_rq->load_avg, cfs_rq->load_period+1);
1081         load_avg -= cfs_rq->load_contribution;
1082
1083         if (global_update || abs(load_avg) > cfs_rq->load_contribution / 8) {
1084                 atomic_add(load_avg, &tg->load_weight);
1085                 cfs_rq->load_contribution += load_avg;
1086         }
1087 }
1088
1089 static void update_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int global_update)
1090 {
1091         u64 period = sysctl_sched_shares_window;
1092         u64 now, delta;
1093         unsigned long load = cfs_rq->load.weight;
1094
1095         if (cfs_rq->tg == &root_task_group || throttled_hierarchy(cfs_rq))
1096                 return;
1097
1098         now = rq_of(cfs_rq)->clock_task;
1099         delta = now - cfs_rq->load_stamp;
1100
1101         /* truncate load history at 4 idle periods */
1102         if (cfs_rq->load_stamp > cfs_rq->load_last &&
1103             now - cfs_rq->load_last > 4 * period) {
1104                 cfs_rq->load_period = 0;
1105                 cfs_rq->load_avg = 0;
1106                 delta = period - 1;
1107         }
1108
1109         cfs_rq->load_stamp = now;
1110         cfs_rq->load_unacc_exec_time = 0;
1111         cfs_rq->load_period += delta;
1112         if (load) {
1113                 cfs_rq->load_last = now;
1114                 cfs_rq->load_avg += delta * load;
1115         }
1116
1117         /* consider updating load contribution on each fold or truncate */
1118         if (global_update || cfs_rq->load_period > period
1119             || !cfs_rq->load_period)
1120                 update_cfs_rq_load_contribution(cfs_rq, global_update);
1121
1122         while (cfs_rq->load_period > period) {
1123                 /*
1124                  * Inline assembly required to prevent the compiler
1125                  * optimising this loop into a divmod call.
1126                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
1127                  */
1128                 asm("" : "+rm" (cfs_rq->load_period));
1129                 cfs_rq->load_period /= 2;
1130                 cfs_rq->load_avg /= 2;
1131         }
1132
1133         if (!cfs_rq->curr && !cfs_rq->nr_running && !cfs_rq->load_avg)
1134                 list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
1135 }
1136
1137 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
1138 {
1139         long tg_weight;
1140
1141         /*
1142          * Use this CPU's actual weight instead of the last load_contribution
1143          * to gain a more accurate current total weight. See
1144          * update_cfs_rq_load_contribution().
1145          */
1146         tg_weight = atomic_read(&tg->load_weight);
1147         tg_weight -= cfs_rq->load_contribution;
1148         tg_weight += cfs_rq->load.weight;
1149
1150         return tg_weight;
1151 }
1152
1153 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
1154 {
1155         long tg_weight, load, shares;
1156
1157         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
1158         load = cfs_rq->load.weight;
1159
1160         shares = (tg->shares * load);
1161         if (tg_weight)
1162                 shares /= tg_weight;
1163
1164         if (shares < MIN_SHARES)
1165                 shares = MIN_SHARES;
1166         if (shares > tg->shares)
1167                 shares = tg->shares;
1168
1169         return shares;
1170 }
1171
1172 static void update_entity_shares_tick(struct cfs_rq *cfs_rq)
1173 {
1174         if (cfs_rq->load_unacc_exec_time > sysctl_sched_shares_window) {
1175                 update_cfs_load(cfs_rq, 0);
1176                 update_cfs_shares(cfs_rq);
1177         }
1178 }
1179 # else /* CONFIG_SMP */
1180 static void update_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int global_update)
1181 {
1182 }
1183
1184 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
1185 {
1186         return tg->shares;
1187 }
1188
1189 static inline void update_entity_shares_tick(struct cfs_rq *cfs_rq)
1190 {
1191 }
1192 # endif /* CONFIG_SMP */
1193 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
1194                             unsigned long weight)
1195 {
1196         if (se->on_rq) {
1197                 /* commit outstanding execution time */
1198                 if (cfs_rq->curr == se)
1199                         update_curr(cfs_rq);
1200                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
1201         }
1202
1203         update_load_set(&se->load, weight);
1204
1205         if (se->on_rq)
1206                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
1207 }
1208
1209 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
1210 {
1211         struct task_group *tg;
1212         struct sched_entity *se;
1213         long shares;
1214
1215         tg = cfs_rq->tg;
1216         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
1217         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
1218                 return;
1219 #ifndef CONFIG_SMP
1220         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
1221                 return;
1222 #endif
1223         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
1224
1225         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
1226 }
1227 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
1228 static void update_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int global_update)
1229 {
1230 }
1231
1232 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
1233 {
1234 }
1235
1236 static inline void update_entity_shares_tick(struct cfs_rq *cfs_rq)
1237 {
1238 }
1239 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
1240
1241 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1242 {
1243 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1244         struct task_struct *tsk = NULL;
1245
1246         if (entity_is_task(se))
1247                 tsk = task_of(se);
1248
1249         if (se->statistics.sleep_start) {
1250                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.sleep_start;
1251
1252                 if ((s64)delta < 0)
1253                         delta = 0;
1254
1255                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
1256                         se->statistics.sleep_max = delta;
1257
1258                 se->statistics.sleep_start = 0;
1259                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
1260
1261                 if (tsk) {
1262                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
1263                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
1264                 }
1265         }
1266         if (se->statistics.block_start) {
1267                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.block_start;
1268
1269                 if ((s64)delta < 0)
1270                         delta = 0;
1271
1272                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
1273                         se->statistics.block_max = delta;
1274
1275                 se->statistics.block_start = 0;
1276                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
1277
1278                 if (tsk) {
1279                         if (tsk->in_iowait) {
1280                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
1281                                 se->statistics.iowait_count++;
1282                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
1283                         }
1284
1285                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
1286
1287                         /*
1288                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
1289                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
1290                          * amount of time that the task spent sleeping:
1291                          */
1292                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
1293                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
1294                                                 (void *)get_wchan(tsk),
1295                                                 delta >> 20);
1296                         }
1297                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
1298                 }
1299         }
1300 #endif
1301 }
1302
1303 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1304 {
1305 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1306         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
1307
1308         if (d < 0)
1309                 d = -d;
1310
1311         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
1312                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
1313 #endif
1314 }
1315
1316 static void
1317 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
1318 {
1319         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
1320
1321         /*
1322          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
1323          * however the extra weight of the new task will slow them down a
1324          * little, place the new task so that it fits in the slot that
1325          * stays open at the end.
1326          */
1327         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
1328                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
1329
1330         /* sleeps up to a single latency don't count. */
1331         if (!initial) {
1332                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
1333
1334                 /*
1335                  * Halve their sleep time's effect, to allow
1336                  * for a gentler effect of sleepers:
1337                  */
1338                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
1339                         thresh >>= 1;
1340
1341                 vruntime -= thresh;
1342         }
1343
1344         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
1345         vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
1346
1347         se->vruntime = vruntime;
1348 }
1349
1350 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
1351
1352 static void
1353 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1354 {
1355         /*
1356          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
1357          * through callig update_curr().
1358          */
1359         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
1360                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
1361
1362         /*
1363          * Update run-time statistics of the 'current'.
1364          */
1365         update_curr(cfs_rq);
1366         update_cfs_load(cfs_rq, 0);
1367         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
1368         update_cfs_shares(cfs_rq);
1369
1370         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
1371                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
1372                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
1373         }
1374
1375         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
1376         check_spread(cfs_rq, se);
1377         if (se != cfs_rq->curr)
1378                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
1379         se->on_rq = 1;
1380
1381         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
1382                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
1383                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
1384         }
1385 }
1386
1387 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
1388 {
1389         for_each_sched_entity(se) {
1390                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1391                 if (cfs_rq->last == se)
1392                         cfs_rq->last = NULL;
1393                 else
1394                         break;
1395         }
1396 }
1397
1398 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
1399 {
1400         for_each_sched_entity(se) {
1401                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1402                 if (cfs_rq->next == se)
1403                         cfs_rq->next = NULL;
1404                 else
1405                         break;
1406         }
1407 }
1408
1409 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
1410 {
1411         for_each_sched_entity(se) {
1412                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1413                 if (cfs_rq->skip == se)
1414                         cfs_rq->skip = NULL;
1415                 else
1416                         break;
1417         }
1418 }
1419
1420 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1421 {
1422         if (cfs_rq->last == se)
1423                 __clear_buddies_last(se);
1424
1425         if (cfs_rq->next == se)
1426                 __clear_buddies_next(se);
1427
1428         if (cfs_rq->skip == se)
1429                 __clear_buddies_skip(se);
1430 }
1431
1432 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
1433
1434 static void
1435 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1436 {
1437         /*
1438          * Update run-time statistics of the 'current'.
1439          */
1440         update_curr(cfs_rq);
1441
1442         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
1443         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
1444 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1445                 if (entity_is_task(se)) {
1446                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
1447
1448                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
1449                                 se->statistics.sleep_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
1450                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
1451                                 se->statistics.block_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
1452                 }
1453 #endif
1454         }
1455
1456         clear_buddies(cfs_rq, se);
1457
1458         if (se != cfs_rq->curr)
1459                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
1460         se->on_rq = 0;
1461         update_cfs_load(cfs_rq, 0);
1462         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
1463
1464         /*
1465          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
1466          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
1467          * movement in our normalized position.
1468          */
1469         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
1470                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
1471
1472         /* return excess runtime on last dequeue */
1473         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
1474
1475         update_min_vruntime(cfs_rq);
1476         update_cfs_shares(cfs_rq);
1477 }
1478
1479 /*
1480  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
1481  */
1482 static void
1483 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
1484 {
1485         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
1486         struct sched_entity *se;
1487         s64 delta;
1488
1489         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
1490         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
1491         if (delta_exec > ideal_runtime) {
1492                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1493                 /*
1494                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
1495                  * re-elected due to buddy favours.
1496                  */
1497                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
1498                 return;
1499         }
1500
1501         /*
1502          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
1503          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
1504          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
1505          */
1506         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
1507                 return;
1508
1509         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
1510         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
1511
1512         if (delta < 0)
1513                 return;
1514
1515         if (delta > ideal_runtime)
1516                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1517 }
1518
1519 static void
1520 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1521 {
1522         /* 'current' is not kept within the tree. */
1523         if (se->on_rq) {
1524                 /*
1525                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
1526                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
1527                  * runqueue.
1528                  */
1529                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
1530                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
1531         }
1532
1533         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
1534         cfs_rq->curr = se;
1535 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1536         /*
1537          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
1538          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
1539          * when there are only lesser-weight tasks around):
1540          */
1541         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
1542                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
1543                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
1544         }
1545 #endif
1546         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
1547 }
1548
1549 static int
1550 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
1551
1552 /*
1553  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
1554  * 1) keep things fair between processes/task groups
1555  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
1556  * 3) pick the "last" process, for cache locality
1557  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
1558  */
1559 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
1560 {
1561         struct sched_entity *se = __pick_first_entity(cfs_rq);
1562         struct sched_entity *left = se;
1563
1564         /*
1565          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
1566          * be done without getting too unfair.
1567          */
1568         if (cfs_rq->skip == se) {
1569                 struct sched_entity *second = __pick_next_entity(se);
1570                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
1571                         se = second;
1572         }
1573
1574         /*
1575          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
1576          */
1577         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
1578                 se = cfs_rq->last;
1579
1580         /*
1581          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
1582          */
1583         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
1584                 se = cfs_rq->next;
1585
1586         clear_buddies(cfs_rq, se);
1587
1588         return se;
1589 }
1590
1591 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
1592
1593 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
1594 {
1595         /*
1596          * If still on the runqueue then deactivate_task()
1597          * was not called and update_curr() has to be done:
1598          */
1599         if (prev->on_rq)
1600                 update_curr(cfs_rq);
1601
1602         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
1603         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
1604
1605         check_spread(cfs_rq, prev);
1606         if (prev->on_rq) {
1607                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
1608                 /* Put 'current' back into the tree. */
1609                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
1610         }
1611         cfs_rq->curr = NULL;
1612 }
1613
1614 static void
1615 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
1616 {
1617         /*
1618          * Update run-time statistics of the 'current'.
1619          */
1620         update_curr(cfs_rq);
1621
1622         /*
1623          * Update share accounting for long-running entities.
1624          */
1625         update_entity_shares_tick(cfs_rq);
1626
1627 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1628         /*
1629          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
1630          * validating it and just reschedule.
1631          */
1632         if (queued) {
1633                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1634                 return;
1635         }
1636         /*
1637          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
1638          */
1639         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
1640                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
1641                 return;
1642 #endif
1643
1644         if (cfs_rq->nr_running > 1)
1645                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
1646 }
1647
1648
1649 /**************************************************
1650  * CFS bandwidth control machinery
1651  */
1652
1653 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
1654
1655 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
1656 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
1657
1658 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
1659 {
1660         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
1661 }
1662
1663 void account_cfs_bandwidth_used(int enabled, int was_enabled)
1664 {
1665         /* only need to count groups transitioning between enabled/!enabled */
1666         if (enabled && !was_enabled)
1667                 static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
1668         else if (!enabled && was_enabled)
1669                 static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
1670 }
1671 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
1672 static bool cfs_bandwidth_used(void)
1673 {
1674         return true;
1675 }
1676
1677 void account_cfs_bandwidth_used(int enabled, int was_enabled) {}
1678 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
1679
1680 /*
1681  * default period for cfs group bandwidth.
1682  * default: 0.1s, units: nanoseconds
1683  */
1684 static inline u64 default_cfs_period(void)
1685 {
1686         return 100000000ULL;
1687 }
1688
1689 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
1690 {
1691         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
1692 }
1693
1694 /*
1695  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
1696  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
1697  * additional synchronization around rq->lock.
1698  *
1699  * requires cfs_b->lock
1700  */
1701 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
1702 {
1703         u64 now;
1704
1705         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
1706                 return;
1707
1708         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
1709         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
1710         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
1711 }
1712
1713 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
1714 {
1715         return &tg->cfs_bandwidth;
1716 }
1717
1718 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
1719 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
1720 {
1721         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
1722         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
1723         u64 amount = 0, min_amount, expires;
1724
1725         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
1726         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
1727
1728         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1729         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
1730                 amount = min_amount;
1731         else {
1732                 /*
1733                  * If the bandwidth pool has become inactive, then at least one
1734                  * period must have elapsed since the last consumption.
1735                  * Refresh the global state and ensure bandwidth timer becomes
1736                  * active.
1737                  */
1738                 if (!cfs_b->timer_active) {
1739                         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
1740                         __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
1741                 }
1742
1743                 if (cfs_b->runtime > 0) {
1744                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
1745                         cfs_b->runtime -= amount;
1746                         cfs_b->idle = 0;
1747                 }
1748         }
1749         expires = cfs_b->runtime_expires;
1750         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1751
1752         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
1753         /*
1754          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
1755          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
1756          * issued.
1757          */
1758         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
1759                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
1760
1761         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
1762 }
1763
1764 /*
1765  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
1766  * fact that rq->clock snapshots this value.
1767  */
1768 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
1769 {
1770         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
1771         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
1772
1773         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
1774         if (likely((s64)(rq->clock - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
1775                 return;
1776
1777         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
1778                 return;
1779
1780         /*
1781          * If the local deadline has passed we have to consider the
1782          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
1783          * has not truly expired.
1784          *
1785          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
1786          * whether the global deadline has advanced.
1787          */
1788
1789         if ((s64)(cfs_rq->runtime_expires - cfs_b->runtime_expires) >= 0) {
1790                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
1791                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
1792         } else {
1793                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
1794                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
1795         }
1796 }
1797
1798 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq,
1799                                      unsigned long delta_exec)
1800 {
1801         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
1802         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
1803         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
1804
1805         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
1806                 return;
1807
1808         /*
1809          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
1810          * hierarchy can be throttled
1811          */
1812         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
1813                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1814 }
1815
1816 static __always_inline
1817 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long delta_exec)
1818 {
1819         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
1820                 return;
1821
1822         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
1823 }
1824
1825 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
1826 {
1827         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
1828 }
1829
1830 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
1831 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
1832 {
1833         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
1834 }
1835
1836 /*
1837  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
1838  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
1839  * load-balance operations.
1840  */
1841 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
1842                                     int src_cpu, int dest_cpu)
1843 {
1844         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
1845
1846         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
1847         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
1848
1849         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
1850                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
1851 }
1852
1853 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
1854 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
1855 {
1856         struct rq *rq = data;
1857         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
1858
1859         cfs_rq->throttle_count--;
1860 #ifdef CONFIG_SMP
1861         if (!cfs_rq->throttle_count) {
1862                 u64 delta = rq->clock_task - cfs_rq->load_stamp;
1863
1864                 /* leaving throttled state, advance shares averaging windows */
1865                 cfs_rq->load_stamp += delta;
1866                 cfs_rq->load_last += delta;
1867
1868                 /* update entity weight now that we are on_rq again */
1869                 update_cfs_shares(cfs_rq);
1870         }
1871 #endif
1872
1873         return 0;
1874 }
1875
1876 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
1877 {
1878         struct rq *rq = data;
1879         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
1880
1881         /* group is entering throttled state, record last load */
1882         if (!cfs_rq->throttle_count)
1883                 update_cfs_load(cfs_rq, 0);
1884         cfs_rq->throttle_count++;
1885
1886         return 0;
1887 }
1888
1889 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
1890 {
1891         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
1892         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
1893         struct sched_entity *se;
1894         long task_delta, dequeue = 1;
1895
1896         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
1897
1898         /* account load preceding throttle */
1899         rcu_read_lock();
1900         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
1901         rcu_read_unlock();
1902
1903         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
1904         for_each_sched_entity(se) {
1905                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
1906                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
1907                 if (!se->on_rq)
1908                         break;
1909
1910                 if (dequeue)
1911                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
1912                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
1913
1914                 if (qcfs_rq->load.weight)
1915                         dequeue = 0;
1916         }
1917
1918         if (!se)
1919                 rq->nr_running -= task_delta;
1920
1921         cfs_rq->throttled = 1;
1922         cfs_rq->throttled_timestamp = rq->clock;
1923         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1924         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
1925         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1926 }
1927
1928 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
1929 {
1930         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
1931         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
1932         struct sched_entity *se;
1933         int enqueue = 1;
1934         long task_delta;
1935
1936         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
1937
1938         cfs_rq->throttled = 0;
1939         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1940         cfs_b->throttled_time += rq->clock - cfs_rq->throttled_timestamp;
1941         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
1942         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1943         cfs_rq->throttled_timestamp = 0;
1944
1945         update_rq_clock(rq);
1946         /* update hierarchical throttle state */
1947         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
1948
1949         if (!cfs_rq->load.weight)
1950                 return;
1951
1952         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
1953         for_each_sched_entity(se) {
1954                 if (se->on_rq)
1955                         enqueue = 0;
1956
1957                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1958                 if (enqueue)
1959                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
1960                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
1961
1962                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
1963                         break;
1964         }
1965
1966         if (!se)
1967                 rq->nr_running += task_delta;
1968
1969         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
1970         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
1971                 resched_task(rq->curr);
1972 }
1973
1974 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
1975                 u64 remaining, u64 expires)
1976 {
1977         struct cfs_rq *cfs_rq;
1978         u64 runtime = remaining;
1979
1980         rcu_read_lock();
1981         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
1982                                 throttled_list) {
1983                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
1984
1985                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1986                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
1987                         goto next;
1988
1989                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
1990                 if (runtime > remaining)
1991                         runtime = remaining;
1992                 remaining -= runtime;
1993
1994                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
1995                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
1996
1997                 /* we check whether we're throttled above */
1998                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
1999                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
2000
2001 next:
2002                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
2003
2004                 if (!remaining)
2005                         break;
2006         }
2007         rcu_read_unlock();
2008
2009         return remaining;
2010 }
2011
2012 /*
2013  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
2014  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
2015  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
2016  * used to track this state.
2017  */
2018 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
2019 {
2020         u64 runtime, runtime_expires;
2021         int idle = 1, throttled;
2022
2023         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2024         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
2025         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
2026                 goto out_unlock;
2027
2028         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
2029         /* idle depends on !throttled (for the case of a large deficit) */
2030         idle = cfs_b->idle && !throttled;
2031         cfs_b->nr_periods += overrun;
2032
2033         /* if we're going inactive then everything else can be deferred */
2034         if (idle)
2035                 goto out_unlock;
2036
2037         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
2038
2039         if (!throttled) {
2040                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
2041                 cfs_b->idle = 1;
2042                 goto out_unlock;
2043         }
2044
2045         /* account preceding periods in which throttling occurred */
2046         cfs_b->nr_throttled += overrun;
2047
2048         /*
2049          * There are throttled entities so we must first use the new bandwidth
2050          * to unthrottle them before making it generally available.  This
2051          * ensures that all existing debts will be paid before a new cfs_rq is
2052          * allowed to run.
2053          */
2054         runtime = cfs_b->runtime;
2055         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
2056         cfs_b->runtime = 0;
2057
2058         /*
2059          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth
2060          * while we unthrottle.  This can potentially race with an unthrottled
2061          * group trying to acquire new bandwidth from the global pool.
2062          */
2063         while (throttled && runtime > 0) {
2064                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2065                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
2066                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
2067                                                  runtime_expires);
2068                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2069
2070                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
2071         }
2072
2073         /* return (any) remaining runtime */
2074         cfs_b->runtime = runtime;
2075         /*
2076          * While we are ensured activity in the period following an
2077          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
2078          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
2079          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
2080          */
2081         cfs_b->idle = 0;
2082 out_unlock:
2083         if (idle)
2084                 cfs_b->timer_active = 0;
2085         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2086
2087         return idle;
2088 }
2089
2090 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
2091 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
2092 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
2093 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
2094 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
2095 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
2096
2097 /* are we near the end of the current quota period? */
2098 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
2099 {
2100         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
2101         u64 remaining;
2102
2103         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
2104         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
2105                 return 1;
2106
2107         /* is a quota refresh about to occur? */
2108         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
2109         if (remaining < min_expire)
2110                 return 1;
2111
2112         return 0;
2113 }
2114
2115 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2116 {
2117         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
2118
2119         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
2120         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
2121                 return;
2122
2123         start_bandwidth_timer(&cfs_b->slack_timer,
2124                                 ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period));
2125 }
2126
2127 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
2128 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2129 {
2130         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2131         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
2132
2133         if (slack_runtime <= 0)
2134                 return;
2135
2136         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2137         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
2138             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
2139                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
2140
2141                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
2142                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
2143                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
2144                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
2145         }
2146         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2147
2148         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
2149         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
2150 }
2151
2152 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2153 {
2154         if (!cfs_bandwidth_used())
2155                 return;
2156
2157         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
2158                 return;
2159
2160         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2161 }
2162
2163 /*
2164  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
2165  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
2166  */
2167 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2168 {
2169         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
2170         u64 expires;
2171
2172         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
2173         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration))
2174                 return;
2175
2176         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2177         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice) {
2178                 runtime = cfs_b->runtime;
2179                 cfs_b->runtime = 0;
2180         }
2181         expires = cfs_b->runtime_expires;
2182         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2183
2184         if (!runtime)
2185                 return;
2186
2187         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
2188
2189         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2190         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
2191                 cfs_b->runtime = runtime;
2192         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2193 }
2194
2195 /*
2196  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
2197  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
2198  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
2199  */
2200 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
2201 {
2202         if (!cfs_bandwidth_used())
2203                 return;
2204
2205         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
2206         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
2207                 return;
2208
2209         /* ensure the group is not already throttled */
2210         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2211                 return;
2212
2213         /* update runtime allocation */
2214         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
2215         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
2216                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
2217 }
2218
2219 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
2220 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2221 {
2222         if (!cfs_bandwidth_used())
2223                 return;
2224
2225         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
2226                 return;
2227
2228         /*
2229          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
2230          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
2231          */
2232         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2233                 return;
2234
2235         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
2236 }
2237
2238 static inline u64 default_cfs_period(void);
2239 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun);
2240 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
2241
2242 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
2243 {
2244         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
2245                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
2246         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
2247
2248         return HRTIMER_NORESTART;
2249 }
2250
2251 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
2252 {
2253         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
2254                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
2255         ktime_t now;
2256         int overrun;
2257         int idle = 0;
2258
2259         for (;;) {
2260                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
2261                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, cfs_b->period);
2262
2263                 if (!overrun)
2264                         break;
2265
2266                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
2267         }
2268
2269         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
2270 }
2271
2272 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2273 {
2274         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
2275         cfs_b->runtime = 0;
2276         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
2277         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
2278
2279         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
2280         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
2281         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
2282         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
2283         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
2284 }
2285
2286 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2287 {
2288         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
2289         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
2290 }
2291
2292 /* requires cfs_b->lock, may release to reprogram timer */
2293 void __start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2294 {
2295         /*
2296          * The timer may be active because we're trying to set a new bandwidth
2297          * period or because we're racing with the tear-down path
2298          * (timer_active==0 becomes visible before the hrtimer call-back
2299          * terminates).  In either case we ensure that it's re-programmed
2300          */
2301         while (unlikely(hrtimer_active(&cfs_b->period_timer))) {
2302                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2303                 /* ensure cfs_b->lock is available while we wait */
2304                 hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
2305
2306                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2307                 /* if someone else restarted the timer then we're done */
2308                 if (cfs_b->timer_active)
2309                         return;
2310         }
2311
2312         cfs_b->timer_active = 1;
2313         start_bandwidth_timer(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
2314 }
2315
2316 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2317 {
2318         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
2319         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
2320 }
2321
2322 static void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
2323 {
2324         struct cfs_rq *cfs_rq;
2325
2326         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
2327                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2328
2329                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
2330                         continue;
2331
2332                 /*
2333                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
2334                  * there's some valid quota amount
2335                  */
2336                 cfs_rq->runtime_remaining = cfs_b->quota;
2337                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2338                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
2339         }
2340 }
2341
2342 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
2343 static __always_inline
2344 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long delta_exec) {}
2345 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2346 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2347 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2348
2349 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
2350 {
2351         return 0;
2352 }
2353
2354 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
2355 {
2356         return 0;
2357 }
2358
2359 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
2360                                     int src_cpu, int dest_cpu)
2361 {
2362         return 0;
2363 }
2364
2365 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
2366
2367 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2368 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2369 #endif
2370
2371 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
2372 {
2373         return NULL;
2374 }
2375 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
2376 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
2377
2378 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
2379
2380 /**************************************************
2381  * CFS operations on tasks:
2382  */
2383
2384 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
2385 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2386 {
2387         struct sched_entity *se = &p->se;
2388         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2389
2390         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
2391
2392         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
2393                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
2394                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
2395                 s64 delta = slice - ran;
2396
2397                 if (delta < 0) {
2398                         if (rq->curr == p)
2399                                 resched_task(p);
2400                         return;
2401                 }
2402
2403                 /*
2404                  * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
2405                  * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
2406                  */
2407                 if (rq->curr != p)
2408                         delta = max_t(s64, 10000LL, delta);
2409
2410                 hrtick_start(rq, delta);
2411         }
2412 }
2413
2414 /*
2415  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
2416  * current task is from our class and nr_running is low enough
2417  * to matter.
2418  */
2419 static void hrtick_update(struct rq *rq)
2420 {
2421         struct task_struct *curr = rq->curr;
2422
2423         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
2424                 return;
2425
2426         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
2427                 hrtick_start_fair(rq, curr);
2428 }
2429 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
2430 static inline void
2431 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2432 {
2433 }
2434
2435 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
2436 {
2437 }
2438 #endif
2439
2440 /*
2441  * The enqueue_task method is called before nr_running is
2442  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
2443  * then put the task into the rbtree:
2444  */
2445 static void
2446 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2447 {
2448         struct cfs_rq *cfs_rq;
2449         struct sched_entity *se = &p->se;
2450
2451         for_each_sched_entity(se) {
2452                 if (se->on_rq)
2453                         break;
2454                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2455                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
2456
2457                 /*
2458                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
2459                  *
2460                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
2461                  * post the final h_nr_running increment below.
2462                 */
2463                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2464                         break;
2465                 cfs_rq->h_nr_running++;
2466
2467                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
2468         }
2469
2470         for_each_sched_entity(se) {
2471                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2472                 cfs_rq->h_nr_running++;
2473
2474                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2475                         break;
2476
2477                 update_cfs_load(cfs_rq, 0);
2478                 update_cfs_shares(cfs_rq);
2479         }
2480
2481         if (!se)
2482                 inc_nr_running(rq);
2483         hrtick_update(rq);
2484 }
2485
2486 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
2487
2488 /*
2489  * The dequeue_task method is called before nr_running is
2490  * decreased. We remove the task from the rbtree and
2491  * update the fair scheduling stats:
2492  */
2493 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2494 {
2495         struct cfs_rq *cfs_rq;
2496         struct sched_entity *se = &p->se;
2497         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
2498
2499         for_each_sched_entity(se) {
2500                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2501                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
2502
2503                 /*
2504                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
2505                  *
2506                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
2507                  * post the final h_nr_running decrement below.
2508                 */
2509                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2510                         break;
2511                 cfs_rq->h_nr_running--;
2512
2513                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
2514                 if (cfs_rq->load.weight) {
2515                         /*
2516                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
2517                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
2518                          */
2519                         if (task_sleep && parent_entity(se))
2520                                 set_next_buddy(parent_entity(se));
2521
2522                         /* avoid re-evaluating load for this entity */
2523                         se = parent_entity(se);
2524                         break;
2525                 }
2526                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
2527         }
2528
2529         for_each_sched_entity(se) {
2530                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2531                 cfs_rq->h_nr_running--;
2532
2533                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2534                         break;
2535
2536                 update_cfs_load(cfs_rq, 0);
2537                 update_cfs_shares(cfs_rq);
2538         }
2539
2540         if (!se)
2541                 dec_nr_running(rq);
2542         hrtick_update(rq);
2543 }
2544
2545 #ifdef CONFIG_SMP
2546 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
2547 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
2548 {
2549         return cpu_rq(cpu)->load.weight;
2550 }
2551
2552 /*
2553  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
2554  * according to the scheduling class and "nice" value.
2555  *
2556  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
2557  * balance conservatively.
2558  */
2559 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
2560 {
2561         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2562         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
2563
2564         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
2565                 return total;
2566
2567         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
2568 }
2569
2570 /*
2571  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
2572  * according to the scheduling class and "nice" value.
2573  */
2574 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
2575 {
2576         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2577         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
2578
2579         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
2580                 return total;
2581
2582         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
2583 }
2584
2585 static unsigned long power_of(int cpu)
2586 {
2587         return cpu_rq(cpu)->cpu_power;
2588 }
2589
2590 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
2591 {
2592         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2593         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
2594
2595         if (nr_running)
2596                 return rq->load.weight / nr_running;
2597
2598         return 0;
2599 }
2600
2601
2602 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
2603 {
2604         struct sched_entity *se = &p->se;
2605         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2606         u64 min_vruntime;
2607
2608 #ifndef CONFIG_64BIT
2609         u64 min_vruntime_copy;
2610
2611         do {
2612                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
2613                 smp_rmb();
2614                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
2615         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
2616 #else
2617         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
2618 #endif
2619
2620         se->vruntime -= min_vruntime;
2621 }
2622
2623 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2624 /*
2625  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
2626  *
2627  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
2628  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
2629  * can calculate the shift in shares.
2630  *
2631  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
2632  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
2633  * total group weight.
2634  *
2635  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
2636  * distribution (s_i) using:
2637  *
2638  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
2639  *
2640  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
2641  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
2642  * shares distribution (s_i):
2643  *
2644  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
2645  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
2646  *
2647  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
2648  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
2649  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
2650  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
2651  *
2652  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
2653  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
2654  *
2655  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
2656  *
2657  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
2658  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
2659  * weight and shares distributions like:
2660  *
2661  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
2662  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
2663  *
2664  * We can then compute the difference in effective weight by using:
2665  *
2666  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
2667  *
2668  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
2669  *
2670  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
2671  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
2672  * 4/7) times the weight of the group.
2673  */
2674 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
2675 {
2676         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
2677
2678         if (!tg->parent)        /* the trivial, non-cgroup case */
2679                 return wl;
2680
2681         for_each_sched_entity(se) {
2682                 long w, W;
2683
2684                 tg = se->my_q->tg;
2685
2686                 /*
2687                  * W = @wg + \Sum rw_j
2688                  */
2689                 W = wg + calc_tg_weight(tg, se->my_q);
2690
2691                 /*
2692                  * w = rw_i + @wl
2693                  */
2694                 w = se->my_q->load.weight + wl;
2695
2696                 /*
2697                  * wl = S * s'_i; see (2)
2698                  */
2699                 if (W > 0 && w < W)
2700                         wl = (w * tg->shares) / W;
2701                 else
2702                         wl = tg->shares;
2703
2704                 /*
2705                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
2706                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
2707                  * calc_cfs_shares().
2708                  */
2709                 if (wl < MIN_SHARES)
2710                         wl = MIN_SHARES;
2711
2712                 /*
2713                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
2714                  */
2715                 wl -= se->load.weight;
2716
2717                 /*
2718                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
2719                  * the final effective load change on the root group. Since
2720                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
2721                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
2722                  * resulting from this level per the above.
2723                  */
2724                 wg = 0;
2725         }
2726
2727         return wl;
2728 }
2729 #else
2730
2731 static inline unsigned long effective_load(struct task_group *tg, int cpu,
2732                 unsigned long wl, unsigned long wg)
2733 {
2734         return wl;
2735 }
2736
2737 #endif
2738
2739 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
2740 {
2741         s64 this_load, load;
2742         int idx, this_cpu, prev_cpu;
2743         unsigned long tl_per_task;
2744         struct task_group *tg;
2745         unsigned long weight;
2746         int balanced;
2747
2748         idx       = sd->wake_idx;
2749         this_cpu  = smp_processor_id();
2750         prev_cpu  = task_cpu(p);
2751         load      = source_load(prev_cpu, idx);
2752         this_load = target_load(this_cpu, idx);
2753
2754         /*
2755          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
2756          * effect of the currently running task from the load
2757          * of the current CPU:
2758          */
2759         if (sync) {
2760                 tg = task_group(current);
2761                 weight = current->se.load.weight;
2762
2763                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
2764                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
2765         }
2766
2767         tg = task_group(p);
2768         weight = p->se.load.weight;
2769
2770         /*
2771          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
2772          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
2773          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
2774          * about that, so that's good too.
2775          *
2776          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
2777          * task to be woken on this_cpu.
2778          */
2779         if (this_load > 0) {
2780                 s64 this_eff_load, prev_eff_load;
2781
2782                 this_eff_load = 100;
2783                 this_eff_load *= power_of(prev_cpu);
2784                 this_eff_load *= this_load +
2785                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
2786
2787                 prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
2788                 prev_eff_load *= power_of(this_cpu);
2789                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
2790
2791                 balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
2792         } else
2793                 balanced = true;
2794
2795         /*
2796          * If the currently running task will sleep within
2797          * a reasonable amount of time then attract this newly
2798          * woken task:
2799          */
2800         if (sync && balanced)
2801                 return 1;
2802
2803         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
2804         tl_per_task = cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
2805
2806         if (balanced ||
2807             (this_load <= load &&
2808              this_load + target_load(prev_cpu, idx) <= tl_per_task)) {
2809                 /*
2810                  * This domain has SD_WAKE_AFFINE and
2811                  * p is cache cold in this domain, and
2812                  * there is no bad imbalance.
2813                  */
2814                 schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
2815                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
2816
2817                 return 1;
2818         }
2819         return 0;
2820 }
2821
2822 /*
2823  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
2824  * domain.
2825  */
2826 static struct sched_group *
2827 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
2828                   int this_cpu, int load_idx)
2829 {
2830         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
2831         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
2832         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
2833
2834         do {
2835                 unsigned long load, avg_load;
2836                 int local_group;
2837                 int i;
2838
2839                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
2840                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
2841                                         tsk_cpus_allowed(p)))
2842                         continue;
2843
2844                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
2845                                                sched_group_cpus(group));
2846
2847                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
2848                 avg_load = 0;
2849
2850                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
2851                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
2852                         if (local_group)
2853                                 load = source_load(i, load_idx);
2854                         else
2855                                 load = target_load(i, load_idx);
2856
2857                         avg_load += load;
2858                 }
2859
2860                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
2861                 avg_load = (avg_load * SCHED_POWER_SCALE) / group->sgp->power;
2862
2863                 if (local_group) {
2864                         this_load = avg_load;
2865                 } else if (avg_load < min_load) {
2866                         min_load = avg_load;
2867                         idlest = group;
2868                 }
2869         } while (group = group->next, group != sd->groups);
2870
2871         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
2872                 return NULL;
2873         return idlest;
2874 }
2875
2876 /*
2877  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
2878  */
2879 static int
2880 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
2881 {
2882         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
2883         int idlest = -1;
2884         int i;
2885
2886         /* Traverse only the allowed CPUs */
2887         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
2888                 load = weighted_cpuload(i);
2889
2890                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
2891                         min_load = load;
2892                         idlest = i;
2893                 }
2894         }
2895
2896         return idlest;
2897 }
2898
2899 /*
2900  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
2901  */
2902 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
2903 {
2904         int cpu = smp_processor_id();
2905         int prev_cpu = task_cpu(p);
2906         struct sched_domain *sd;
2907         struct sched_group *sg;
2908         int i;
2909
2910         /*
2911          * If the task is going to be woken-up on this cpu and if it is
2912          * already idle, then it is the right target.
2913          */
2914         if (target == cpu && idle_cpu(cpu))
2915                 return cpu;
2916
2917         /*
2918          * If the task is going to be woken-up on the cpu where it previously
2919          * ran and if it is currently idle, then it the right target.
2920          */
2921         if (target == prev_cpu && idle_cpu(prev_cpu))
2922                 return prev_cpu;
2923
2924         /*
2925          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
2926          */
2927         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
2928         for_each_lower_domain(sd) {
2929                 sg = sd->groups;
2930                 do {
2931                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
2932                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
2933                                 goto next;
2934
2935                         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
2936                                 if (!idle_cpu(i))
2937                                         goto next;
2938                         }
2939
2940                         target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
2941                                         tsk_cpus_allowed(p));
2942                         goto done;
2943 next:
2944                         sg = sg->next;
2945                 } while (sg != sd->groups);
2946         }
2947 done:
2948         return target;
2949 }
2950
2951 #ifdef CONFIG_SCHED_NUMA
2952 static inline bool pick_numa_rand(int n)
2953 {
2954         return !(get_random_int() % n);
2955 }
2956
2957 /*
2958  * Pick a random elegible CPU in the target node, hopefully faster
2959  * than doing a least-loaded scan.
2960  */
2961 static int numa_select_node_cpu(struct task_struct *p, int node)
2962 {
2963         int weight = cpumask_weight(cpumask_of_node(node));
2964         int i, cpu = -1;
2965
2966         for_each_cpu_and(i, cpumask_of_node(node), tsk_cpus_allowed(p)) {
2967                 if (cpu < 0 || pick_numa_rand(weight))
2968                         cpu = i;
2969         }
2970
2971         return cpu;
2972 }
2973 #else
2974 static int numa_select_node_cpu(struct task_struct *p, int node)
2975 {
2976         return -1;
2977 }
2978 #endif /* CONFIG_SCHED_NUMA */
2979
2980 /*
2981  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
2982  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
2983  * SD_BALANCE_EXEC.
2984  *
2985  * Balance, ie. select the least loaded group.
2986  *
2987  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
2988  *
2989  * preempt must be disabled.
2990  */
2991 static int
2992 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int sd_flag, int wake_flags)
2993 {
2994         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
2995         int cpu = smp_processor_id();
2996         int prev_cpu = task_cpu(p);
2997         int new_cpu = cpu;
2998         int want_affine = 0;
2999         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
3000         int node = tsk_home_node(p);
3001
3002         if (p->nr_cpus_allowed == 1)
3003                 return prev_cpu;
3004
3005         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
3006                 if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
3007                         want_affine = 1;
3008                 new_cpu = prev_cpu;
3009         }
3010
3011         rcu_read_lock();
3012         if (sched_feat_numa(NUMA_BIAS) && node != -1) {
3013                 /*
3014                  * For fork,exec find the idlest cpu in the home-node.
3015                  */
3016                 if (sd_flag & (SD_BALANCE_FORK|SD_BALANCE_EXEC)) {
3017                         int node_cpu = numa_select_node_cpu(p, node);
3018                         if (node_cpu < 0)
3019                                 goto find_sd;
3020
3021                         new_cpu = cpu = node_cpu;
3022                         sd = per_cpu(sd_node, cpu);
3023                         goto pick_idlest;
3024                 }
3025
3026                 /*
3027                  * For wake, pretend we were running in the home-node.
3028                  */
3029                 if (cpu_to_node(prev_cpu) != node) {
3030                         int node_cpu = numa_select_node_cpu(p, node);
3031                         if (node_cpu < 0)
3032                                 goto find_sd;
3033
3034                         prev_cpu = node_cpu;
3035                 }
3036         }
3037
3038 find_sd:
3039         for_each_domain(cpu, tmp) {
3040                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
3041                         continue;
3042
3043                 /*
3044                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
3045                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
3046                  */
3047                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
3048                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
3049                         affine_sd = tmp;
3050                         break;
3051                 }
3052
3053                 if (tmp->flags & sd_flag)
3054                         sd = tmp;
3055         }
3056
3057         if (affine_sd) {
3058                 if (cpu != prev_cpu && wake_affine(affine_sd, p, sync))
3059                         prev_cpu = cpu;
3060
3061                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu);
3062                 goto unlock;
3063         }
3064
3065 pick_idlest:
3066         while (sd) {
3067                 int load_idx = sd->forkexec_idx;
3068                 struct sched_group *group;
3069                 int weight;
3070
3071                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
3072                         sd = sd->child;
3073                         continue;
3074                 }
3075
3076                 if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
3077                         load_idx = sd->wake_idx;
3078
3079                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, load_idx);
3080                 if (!group) {
3081                         sd = sd->child;
3082                         continue;
3083                 }
3084
3085                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
3086                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
3087                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
3088                         sd = sd->child;
3089                         continue;
3090                 }
3091
3092                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
3093                 cpu = new_cpu;
3094                 weight = sd->span_weight;
3095                 sd = NULL;
3096                 for_each_domain(cpu, tmp) {
3097                         if (weight <= tmp->span_weight)
3098                                 break;
3099                         if (tmp->flags & sd_flag)
3100                                 sd = tmp;
3101                 }
3102                 /* while loop will break here if sd == NULL */
3103         }
3104 unlock:
3105         rcu_read_unlock();
3106
3107         return new_cpu;
3108 }
3109 #endif /* CONFIG_SMP */
3110
3111 static unsigned long
3112 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
3113 {
3114         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
3115
3116         /*
3117          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
3118          * to virtual-time in his units.
3119          *
3120          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
3121          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
3122          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
3123          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
3124          * be smaller, again penalizing the lighter task.
3125          *
3126          * This is especially important for buddies when the leftmost
3127          * task is higher priority than the buddy.
3128          */
3129         return calc_delta_fair(gran, se);
3130 }
3131
3132 /*
3133  * Should 'se' preempt 'curr'.
3134  *
3135  *             |s1
3136  *        |s2
3137  *   |s3
3138  *         g
3139  *      |<--->|c
3140  *
3141  *  w(c, s1) = -1
3142  *  w(c, s2) =  0
3143  *  w(c, s3) =  1
3144  *
3145  */
3146 static int
3147 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
3148 {
3149         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
3150
3151         if (vdiff <= 0)
3152                 return -1;
3153
3154         gran = wakeup_gran(curr, se);
3155         if (vdiff > gran)
3156                 return 1;
3157
3158         return 0;
3159 }
3160
3161 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
3162 {
3163         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
3164                 return;
3165
3166         for_each_sched_entity(se)
3167                 cfs_rq_of(se)->last = se;
3168 }
3169
3170 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
3171 {
3172         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
3173                 return;
3174
3175         for_each_sched_entity(se)
3176                 cfs_rq_of(se)->next = se;
3177 }
3178
3179 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
3180 {
3181         for_each_sched_entity(se)
3182                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
3183 }
3184
3185 /*
3186  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
3187  */
3188 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
3189 {
3190         struct task_struct *curr = rq->curr;
3191         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
3192         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
3193         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
3194         int next_buddy_marked = 0;
3195
3196         if (unlikely(se == pse))
3197                 return;
3198
3199         /*
3200          * This is possible from callers such as move_task(), in which we
3201          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
3202          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
3203          * next-buddy nomination below.
3204          */
3205         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
3206                 return;
3207
3208         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
3209                 set_next_buddy(pse);
3210                 next_buddy_marked = 1;
3211         }
3212
3213         /*
3214          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
3215          * wake up path.
3216          *
3217          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
3218          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
3219          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
3220          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
3221          * below.
3222          */
3223         if (test_tsk_need_resched(curr))
3224                 return;
3225
3226         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
3227         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
3228             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
3229                 goto preempt;
3230
3231         /*
3232          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
3233          * is driven by the tick):
3234          */
3235         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL))
3236                 return;
3237
3238         find_matching_se(&se, &pse);
3239         update_curr(cfs_rq_of(se));
3240         BUG_ON(!pse);
3241         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
3242                 /*
3243                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
3244                  * triggering this preemption.
3245                  */
3246                 if (!next_buddy_marked)
3247                         set_next_buddy(pse);
3248                 goto preempt;
3249         }
3250
3251         return;
3252
3253 preempt:
3254         resched_task(curr);
3255         /*
3256          * Only set the backward buddy when the current task is still
3257          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
3258          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
3259          * point, either of which can * drop the rq lock.
3260          *
3261          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
3262          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
3263          */
3264         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
3265                 return;
3266
3267         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
3268                 set_last_buddy(se);
3269 }
3270
3271 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
3272 {
3273         struct task_struct *p;
3274         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
3275         struct sched_entity *se;
3276
3277         if (!cfs_rq->nr_running)
3278                 return NULL;
3279
3280         do {
3281                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
3282                 set_next_entity(cfs_rq, se);
3283                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
3284         } while (cfs_rq);
3285
3286         p = task_of(se);
3287         if (hrtick_enabled(rq))
3288                 hrtick_start_fair(rq, p);
3289
3290         return p;
3291 }
3292
3293 /*
3294  * Account for a descheduled task:
3295  */
3296 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
3297 {
3298         struct sched_entity *se = &prev->se;
3299         struct cfs_rq *cfs_rq;
3300
3301         for_each_sched_entity(se) {
3302                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3303                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
3304         }
3305 }
3306
3307 /*
3308  * sched_yield() is very simple
3309  *
3310  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
3311  */
3312 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
3313 {
3314         struct task_struct *curr = rq->curr;
3315         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
3316         struct sched_entity *se = &curr->se;
3317
3318         /*
3319          * Are we the only task in the tree?
3320          */
3321         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
3322                 return;
3323
3324         clear_buddies(cfs_rq, se);
3325
3326         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
3327                 update_rq_clock(rq);
3328                 /*
3329                  * Update run-time statistics of the 'current'.
3330                  */
3331                 update_curr(cfs_rq);
3332                 /*
3333                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
3334                  * so we don't do microscopic update in schedule()
3335                  * and double the fastpath cost.
3336                  */
3337                  rq->skip_clock_update = 1;
3338         }
3339
3340         set_skip_buddy(se);
3341 }
3342
3343 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
3344 {
3345         struct sched_entity *se = &p->se;
3346
3347         /* throttled hierarchies are not runnable */
3348         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
3349                 return false;
3350
3351         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
3352         set_next_buddy(se);
3353
3354         yield_task_fair(rq);
3355
3356         return true;
3357 }
3358
3359 #ifdef CONFIG_SMP
3360 /**************************************************
3361  * Fair scheduling class load-balancing methods:
3362  */
3363
3364 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
3365
3366 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
3367 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
3368 #define LBF_SOME_PINNED 0x04
3369
3370 struct lb_env {
3371         struct sched_domain     *sd;
3372
3373         struct rq               *src_rq;
3374         int                     src_cpu;
3375
3376         int                     dst_cpu;
3377         struct rq               *dst_rq;
3378
3379         struct cpumask          *dst_grpmask;
3380         int                     new_dst_cpu;
3381         enum cpu_idle_type      idle;
3382         long                    imbalance;
3383         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
3384         struct cpumask          *cpus;
3385
3386         unsigned int            flags;
3387
3388         struct list_head        *tasks;
3389
3390         unsigned int            loop;
3391         unsigned int            loop_break;
3392         unsigned int            loop_max;
3393
3394         struct rq *             (*find_busiest_queue)(struct lb_env *,
3395                                                       struct sched_group *);
3396 };
3397
3398 /*
3399  * move_task - move a task from one runqueue to another runqueue.
3400  * Both runqueues must be locked.
3401  */
3402 static void move_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
3403 {
3404         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
3405         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
3406         activate_task(env->dst_rq, p, 0);
3407         check_preempt_curr(env->dst_rq, p, 0);
3408 }
3409
3410 static int task_numa_hot(struct task_struct *p, int from_cpu, int to_cpu)
3411 {
3412         int from_dist, to_dist;
3413         int node = tsk_home_node(p);
3414
3415         if (!sched_feat_numa(NUMA_HOT) || node == -1)
3416                 return 0; /* no node preference */
3417
3418         from_dist = node_distance(cpu_to_node(from_cpu), node);
3419         to_dist = node_distance(cpu_to_node(to_cpu), node);
3420
3421         if (to_dist < from_dist)
3422                 return 0; /* getting closer is ok */
3423
3424         return 1; /* stick to where we are */
3425 }
3426
3427 /*
3428  * Is this task likely cache-hot:
3429  */
3430 static int
3431 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
3432 {
3433         s64 delta;
3434
3435         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
3436                 return 0;
3437
3438         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
3439                 return 0;
3440
3441         /*
3442          * Buddy candidates are cache hot:
3443          */
3444         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && this_rq()->nr_running &&
3445                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
3446                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
3447                 return 1;
3448
3449         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
3450                 return 1;
3451         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
3452                 return 0;
3453
3454         delta = now - p->se.exec_start;
3455
3456         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
3457 }
3458
3459 /*
3460  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
3461  */
3462 static
3463 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
3464 {
3465         int tsk_cache_hot = 0;
3466         /*
3467          * We do not migrate tasks that are:
3468          * 1) running (obviously), or
3469          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
3470          * 3) are cache-hot on their current CPU.
3471          */
3472         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
3473                 int new_dst_cpu;
3474
3475                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
3476
3477                 /*
3478                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
3479                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
3480                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
3481                  *
3482                  * Also avoid computing new_dst_cpu if we have already computed
3483                  * one in current iteration.
3484                  */
3485                 if (!env->dst_grpmask || (env->flags & LBF_SOME_PINNED))
3486                         return 0;
3487
3488                 new_dst_cpu = cpumask_first_and(env->dst_grpmask,
3489                                                 tsk_cpus_allowed(p));
3490                 if (new_dst_cpu < nr_cpu_ids) {
3491                         env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
3492                         env->new_dst_cpu = new_dst_cpu;
3493                 }
3494                 return 0;
3495         }
3496
3497         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
3498         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
3499
3500         if (task_running(env->src_rq, p)) {
3501                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
3502                 return 0;
3503         }
3504
3505         /*
3506          * Aggressive migration if:
3507          * 1) task is cache cold, or
3508          * 2) too many balance attempts have failed.
3509          */
3510
3511         tsk_cache_hot = task_hot(p, env->src_rq->clock_task, env->sd);
3512         tsk_cache_hot |= task_numa_hot(p, env->src_cpu, env->dst_cpu);
3513         if (!tsk_cache_hot ||
3514                 env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
3515 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3516                 if (tsk_cache_hot) {
3517                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
3518                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
3519                 }
3520 #endif
3521                 return 1;
3522         }
3523
3524         if (tsk_cache_hot) {
3525                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
3526                 return 0;
3527         }
3528         return 1;
3529 }
3530
3531 /*
3532  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
3533  * part of active balancing operations within "domain".
3534  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3535  *
3536  * Called with both runqueues locked.
3537  */
3538 static int __move_one_task(struct lb_env *env)
3539 {
3540         struct task_struct *p, *n;
3541
3542         list_for_each_entry_safe(p, n, env->tasks, se.group_node) {
3543                 if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_rq->cpu, env->dst_cpu))
3544                         continue;
3545
3546                 if (!can_migrate_task(p, env))
3547                         continue;
3548
3549                 move_task(p, env);
3550                 /*
3551                  * Right now, this is only the second place move_task()
3552                  * is called, so we can safely collect move_task()
3553                  * stats here rather than inside move_task().
3554                  */
3555                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
3556                 return 1;
3557         }
3558         return 0;
3559 }
3560
3561 static int move_one_task(struct lb_env *env)
3562 {
3563         if (sched_feat_numa(NUMA_PULL)) {
3564                 env->tasks = offnode_tasks(env->src_rq);
3565                 if (__move_one_task(env))
3566                         return 1;
3567         }
3568
3569         env->tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
3570         if (__move_one_task(env))
3571                 return 1;
3572
3573         return 0;
3574 }
3575
3576 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
3577
3578 /*
3579  * move_tasks tries to move up to imbalance weighted load from busiest to
3580  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
3581  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3582  *
3583  * Called with both runqueues locked.
3584  */
3585 static int move_tasks(struct lb_env *env)
3586 {
3587         struct task_struct *p;
3588         unsigned long load;
3589         int pulled = 0;
3590
3591         if (env->imbalance <= 0)
3592                 return 0;
3593
3594 again:
3595         while (!list_empty(env->tasks)) {
3596                 p = list_first_entry(env->tasks, struct task_struct, se.group_node);
3597
3598                 env->loop++;
3599                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
3600                 if (env->loop > env->loop_max)
3601                         break;
3602
3603                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
3604                 if (env->loop > env->loop_break) {
3605                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
3606                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
3607                         goto out;
3608                 }
3609
3610                 if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
3611                         goto next;
3612
3613                 load = task_h_load(p);
3614
3615                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
3616                         goto next;
3617
3618                 if ((load / 2) > env->imbalance)
3619                         goto next;
3620
3621                 if (!can_migrate_task(p, env))
3622                         goto next;
3623
3624                 move_task(p, env);
3625                 pulled++;
3626                 env->imbalance -= load;
3627
3628 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3629                 /*
3630                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
3631                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
3632                  * the critical section.
3633                  */
3634                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
3635                         goto out;
3636 #endif
3637
3638                 /*
3639                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
3640                  * weighted load.
3641                  */
3642                 if (env->imbalance <= 0)
3643                         goto out;
3644
3645                 continue;
3646 next:
3647                 list_move_tail(&p->se.group_node, env->tasks);
3648         }
3649
3650         if (env->tasks == offnode_tasks(env->src_rq)) {
3651                 env->tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
3652                 env->loop = 0;
3653                 goto again;
3654         }
3655
3656 out:
3657         /*
3658          * Right now, this is one of only two places move_task() is called,
3659          * so we can safely collect move_task() stats here rather than
3660          * inside move_task().
3661          */
3662         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], pulled);
3663
3664         return pulled;
3665 }
3666
3667 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3668 /*
3669  * update tg->load_weight by folding this cpu's load_avg
3670  */
3671 static int update_shares_cpu(struct task_group *tg, int cpu)
3672 {
3673         struct cfs_rq *cfs_rq;
3674         unsigned long flags;
3675         struct rq *rq;
3676
3677         if (!tg->se[cpu])
3678                 return 0;
3679
3680         rq = cpu_rq(cpu);
3681         cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
3682
3683         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
3684
3685         update_rq_clock(rq);
3686         update_cfs_load(cfs_rq, 1);
3687
3688         /*
3689          * We need to update shares after updating tg->load_weight in
3690          * order to adjust the weight of groups with long running tasks.
3691          */
3692         update_cfs_shares(cfs_rq);
3693
3694         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
3695
3696         return 0;
3697 }
3698
3699 static void update_shares(int cpu)
3700 {
3701         struct cfs_rq *cfs_rq;
3702         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3703
3704         rcu_read_lock();
3705         /*
3706          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
3707          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
3708          */
3709         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
3710                 /* throttled entities do not contribute to load */
3711                 if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
3712                         continue;
3713
3714                 update_shares_cpu(cfs_rq->tg, cpu);
3715         }
3716         rcu_read_unlock();
3717 }
3718
3719 /*
3720  * Compute the cpu's hierarchical load factor for each task group.
3721  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
3722  * group is a fraction of its parents load.
3723  */
3724 static int tg_load_down(struct task_group *tg, void *data)
3725 {
3726         unsigned long load;
3727         long cpu = (long)data;
3728
3729         if (!tg->parent) {
3730                 load = cpu_rq(cpu)->load.weight;
3731         } else {
3732                 load = tg->parent->cfs_rq[cpu]->h_load;
3733                 load *= tg->se[cpu]->load.weight;
3734                 load /= tg->parent->cfs_rq[cpu]->load.weight + 1;
3735         }
3736
3737         tg->cfs_rq[cpu]->h_load = load;
3738
3739         return 0;
3740 }
3741
3742 static void update_h_load(long cpu)
3743 {
3744         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3745         unsigned long now = jiffies;
3746
3747         if (rq->h_load_throttle == now)
3748                 return;
3749
3750         rq->h_load_throttle = now;
3751
3752         rcu_read_lock();
3753         walk_tg_tree(tg_load_down, tg_nop, (void *)cpu);
3754         rcu_read_unlock();
3755 }
3756
3757 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
3758 {
3759         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
3760         unsigned long load;
3761
3762         load = p->se.load.weight;
3763         load = div_u64(load * cfs_rq->h_load, cfs_rq->load.weight + 1);
3764
3765         return load;
3766 }
3767 #else
3768 static inline void update_shares(int cpu)
3769 {
3770 }
3771
3772 static inline void update_h_load(long cpu)
3773 {
3774 }
3775
3776 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
3777 {
3778         return p->se.load.weight;
3779 }
3780 #endif
3781
3782 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
3783 /*
3784  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
3785  *              during load balancing.
3786  */
3787 struct sd_lb_stats {
3788         struct sched_group *busiest; /* Busiest group in this sd */
3789         struct sched_group *this;  /* Local group in this sd */
3790         unsigned long total_load;  /* Total load of all groups in sd */
3791         unsigned long total_pwr;   /*   Total power of all groups in sd */
3792         unsigned long avg_load;    /* Average load across all groups in sd */
3793
3794         /** Statistics of this group */
3795         unsigned long this_load;
3796         unsigned long this_load_per_task;
3797         unsigned long this_nr_running;
3798         unsigned long this_has_capacity;
3799         unsigned int  this_idle_cpus;
3800
3801         /* Statistics of the busiest group */
3802         unsigned int  busiest_idle_cpus;
3803         unsigned long max_load;
3804         unsigned long busiest_load_per_task;
3805         unsigned long busiest_nr_running;
3806         unsigned long busiest_group_capacity;
3807         unsigned long busiest_has_capacity;
3808         unsigned int  busiest_group_weight;
3809
3810         int group_imb; /* Is there imbalance in this sd */
3811 #ifdef CONFIG_SCHED_NUMA
3812         struct sched_group *numa_group; /* group which has offnode_tasks */
3813         unsigned long numa_group_weight;
3814         unsigned long numa_group_running;
3815 #endif
3816 };
3817
3818 /*
3819  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
3820  */
3821 struct sg_lb_stats {
3822         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
3823         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
3824         unsigned long sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
3825         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
3826         unsigned long group_capacity;
3827         unsigned long idle_cpus;
3828         unsigned long group_weight;
3829         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
3830         int group_has_capacity; /* Is there extra capacity in the group? */
3831 #ifdef CONFIG_SCHED_NUMA
3832         unsigned long numa_weight;
3833         unsigned long numa_running;
3834 #endif
3835 };
3836
3837 /**
3838  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
3839  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
3840  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
3841  */
3842 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
3843                                         enum cpu_idle_type idle)
3844 {
3845         int load_idx;
3846
3847         switch (idle) {
3848         case CPU_NOT_IDLE:
3849                 load_idx = sd->busy_idx;
3850                 break;
3851
3852         case CPU_NEWLY_IDLE:
3853                 load_idx = sd->newidle_idx;
3854                 break;
3855         default:
3856                 load_idx = sd->idle_idx;
3857                 break;
3858         }
3859
3860         return load_idx;
3861 }
3862
3863 #ifdef CONFIG_SCHED_NUMA
3864 static inline void update_sg_numa_stats(struct sg_lb_stats *sgs, struct rq *rq)
3865 {
3866         sgs->numa_weight += rq->offnode_weight;
3867         sgs->numa_running += rq->offnode_running;
3868 }
3869
3870 /*
3871  * Since the offnode lists are indiscriminate (they contain tasks for all other
3872  * nodes) it is impossible to say if there's any task on there that wants to
3873  * move towards the pulling cpu. Therefore select a random offnode list to pull
3874  * from such that eventually we'll try them all.
3875  *
3876  * Select a random group that has offnode tasks as sds->numa_group
3877  */
3878 static inline void update_sd_numa_stats(struct sched_domain *sd,
3879                 struct sched_group *group, struct sd_lb_stats *sds,
3880                 int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3881 {
3882         if (!(sd->flags & SD_NUMA))
3883                 return;
3884
3885         if (local_group)
3886                 return;
3887
3888         if (!sgs->numa_running)
3889                 return;
3890
3891         if (!sds->numa_group || pick_numa_rand(sd->span_weight / group->group_weight)) {
3892                 sds->numa_group = group;
3893                 sds->numa_group_weight = sgs->numa_weight;
3894                 sds->numa_group_running = sgs->numa_running;
3895         }
3896 }
3897
3898 /*
3899  * Pick a random queue from the group that has offnode tasks.
3900  */
3901 static struct rq *find_busiest_numa_queue(struct lb_env *env,
3902                                           struct sched_group *group)
3903 {
3904         struct rq *busiest = NULL, *rq;
3905         int cpu;
3906
3907         for_each_cpu_and(cpu, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
3908                 rq = cpu_rq(cpu);
3909                 if (!rq->offnode_running)
3910                         continue;
3911                 if (!busiest || pick_numa_rand(group->group_weight))
3912                         busiest = rq;
3913         }
3914
3915         return busiest;
3916 }
3917
3918 /*
3919  * Called in case of no other imbalance, if there is a queue running offnode
3920  * tasksk we'll say we're imbalanced anyway to nudge these tasks towards their
3921  * proper node.
3922  */
3923 static inline int check_numa_busiest_group(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
3924 {
3925         if (!sched_feat(NUMA_PULL_BIAS))
3926                 return 0;
3927
3928         if (!sds->numa_group)
3929                 return 0;
3930
3931         env->imbalance = sds->numa_group_weight / sds->numa_group_running;
3932         sds->busiest = sds->numa_group;
3933         env->find_busiest_queue = find_busiest_numa_queue;
3934         return 1;
3935 }
3936
3937 static inline bool need_active_numa_balance(struct lb_env *env)
3938 {
3939         return env->find_busiest_queue == find_busiest_numa_queue &&
3940                         env->src_rq->offnode_running == 1 &&
3941                         env->src_rq->nr_running == 1;
3942 }
3943
3944 #else /* CONFIG_SCHED_NUMA */
3945
3946 static inline void update_sg_numa_stats(struct sg_lb_stats *sgs, struct rq *rq)
3947 {
3948 }
3949
3950 static inline void update_sd_numa_stats(struct sched_domain *sd,
3951                 struct sched_group *group, struct sd_lb_stats *sds,
3952                 int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3953 {
3954 }
3955
3956 static inline int check_numa_busiest_group(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
3957 {
3958         return 0;
3959 }
3960
3961 static inline bool need_active_numa_balance(struct lb_env *env)
3962 {
3963         return false;
3964 }
3965 #endif /* CONFIG_SCHED_NUMA */
3966
3967 unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3968 {
3969         return SCHED_POWER_SCALE;
3970 }
3971
3972 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3973 {
3974         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
3975 }
3976
3977 unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3978 {
3979         unsigned long weight = sd->span_weight;
3980         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
3981
3982         smt_gain /= weight;
3983
3984         return smt_gain;
3985 }
3986
3987 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3988 {
3989         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
3990 }
3991
3992 unsigned long scale_rt_power(int cpu)
3993 {
3994         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3995         u64 total, available, age_stamp, avg;
3996
3997         /*
3998          * Since we're reading these variables without serialization make sure
3999          * we read them once before doing sanity checks on them.
4000          */
4001         age_stamp = ACCESS_ONCE(rq->age_stamp);
4002         avg = ACCESS_ONCE(rq->rt_avg);
4003
4004         total = sched_avg_period() + (rq->clock - age_stamp);
4005
4006         if (unlikely(total < avg)) {
4007                 /* Ensures that power won't end up being negative */
4008                 available = 0;
4009         } else {
4010                 available = total - avg;
4011         }
4012
4013         if (unlikely((s64)total < SCHED_POWER_SCALE))
4014                 total = SCHED_POWER_SCALE;
4015
4016         total >>= SCHED_POWER_SHIFT;
4017
4018         return div_u64(available, total);
4019 }
4020
4021 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4022 {
4023         unsigned long weight = sd->span_weight;
4024         unsigned long power = SCHED_POWER_SCALE;
4025         struct sched_group *sdg = sd->groups;
4026
4027         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
4028                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
4029                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
4030                 else
4031                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
4032
4033                 power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
4034         }
4035
4036         sdg->sgp->power_orig = power;
4037
4038         if (sched_feat(ARCH_POWER))
4039                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
4040         else
4041                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
4042
4043         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
4044
4045         power *= scale_rt_power(cpu);
4046         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
4047
4048         if (!power)
4049                 power = 1;
4050
4051         cpu_rq(cpu)->cpu_power = power;
4052         sdg->sgp->power = power;
4053 }
4054
4055 void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4056 {
4057         struct sched_domain *child = sd->child;
4058         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
4059         unsigned long power;
4060         unsigned long interval;
4061
4062         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
4063         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
4064         sdg->sgp->next_update = jiffies + interval;
4065
4066         if (!child) {
4067                 update_cpu_power(sd, cpu);
4068                 return;
4069         }
4070
4071         power = 0;
4072
4073         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
4074                 /*
4075                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
4076                  * span the current group.
4077                  */
4078
4079                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg))
4080                         power += power_of(cpu);
4081         } else  {
4082                 /*
4083                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
4084                  * span the current group.
4085                  */ 
4086
4087                 group = child->groups;
4088                 do {
4089                         power += group->sgp->power;
4090                         group = group->next;
4091                 } while (group != child->groups);
4092         }
4093
4094         sdg->sgp->power_orig = sdg->sgp->power = power;
4095 }
4096
4097 /*
4098  * Try and fix up capacity for tiny siblings, this is needed when
4099  * things like SD_ASYM_PACKING need f_b_g to select another sibling
4100  * which on its own isn't powerful enough.
4101  *
4102  * See update_sd_pick_busiest() and check_asym_packing().
4103  */
4104 static inline int
4105 fix_small_capacity(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group)
4106 {
4107         /*
4108          * Only siblings can have significantly less than SCHED_POWER_SCALE
4109          */
4110         if (!(sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER))
4111                 return 0;
4112
4113         /*
4114          * If ~90% of the cpu_power is still there, we're good.
4115          */
4116         if (group->sgp->power * 32 > group->sgp->power_orig * 29)
4117                 return 1;
4118
4119         return 0;
4120 }
4121
4122 /**
4123  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
4124  * @env: The load balancing environment.
4125  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
4126  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
4127  * @local_group: Does group contain this_cpu.
4128  * @balance: Should we balance.
4129  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
4130  */
4131 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
4132                         struct sched_group *group, int load_idx,
4133                         int local_group, int *balance, struct sg_lb_stats *sgs)
4134 {
4135         unsigned long nr_running, max_nr_running, min_nr_running;
4136         unsigned long load, max_cpu_load, min_cpu_load;
4137         unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
4138         unsigned long avg_load_per_task = 0;
4139         int i;
4140
4141         if (local_group)
4142                 balance_cpu = group_balance_cpu(group);
4143
4144         /* Tally up the load of all CPUs in the group */
4145         max_cpu_load = 0;
4146         min_cpu_load = ~0UL;
4147         max_nr_running = 0;
4148         min_nr_running = ~0UL;
4149
4150         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
4151                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
4152
4153                 nr_running = rq->nr_running;
4154
4155                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
4156                 if (local_group) {
4157                         if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu &&
4158                                         cpumask_test_cpu(i, sched_group_mask(group))) {
4159                                 first_idle_cpu = 1;
4160                                 balance_cpu = i;
4161                         }
4162
4163                         load = target_load(i, load_idx);
4164                 } else {
4165                         load = source_load(i, load_idx);
4166                         if (load > max_cpu_load)
4167                                 max_cpu_load = load;
4168                         if (min_cpu_load > load)
4169                                 min_cpu_load = load;
4170
4171                         if (nr_running > max_nr_running)
4172                                 max_nr_running = nr_running;
4173                         if (min_nr_running > nr_running)
4174                                 min_nr_running = nr_running;
4175                 }
4176
4177                 sgs->group_load += load;
4178                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
4179                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
4180                 if (idle_cpu(i))
4181                         sgs->idle_cpus++;
4182
4183                 update_sg_numa_stats(sgs, rq);
4184         }
4185
4186         /*
4187          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
4188          * is eligible for doing load balancing at this and above
4189          * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
4190          * to do the newly idle load balance.
4191          */
4192         if (local_group) {
4193                 if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE) {
4194                         if (balance_cpu != env->dst_cpu) {
4195                                 *balance = 0;
4196                                 return;
4197                         }
4198                         update_group_power(env->sd, env->dst_cpu);
4199                 } else if (time_after_eq(jiffies, group->sgp->next_update))
4200                         update_group_power(env->sd, env->dst_cpu);
4201         }
4202
4203         /* Adjust by relative CPU power of the group */
4204         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_POWER_SCALE) / group->sgp->power;
4205
4206         /*
4207          * Consider the group unbalanced when the imbalance is larger
4208          * than the average weight of a task.
4209          *
4210          * APZ: with cgroup the avg task weight can vary wildly and
4211          *      might not be a suitable number - should we keep a
4212          *      normalized nr_running number somewhere that negates
4213          *      the hierarchy?
4214          */
4215         if (sgs->sum_nr_running)
4216                 avg_load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
4217
4218         if ((max_cpu_load - min_cpu_load) >= avg_load_per_task &&
4219             (max_nr_running - min_nr_running) > 1)
4220                 sgs->group_imb = 1;
4221
4222         sgs->group_capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(group->sgp->power,
4223                                                 SCHED_POWER_SCALE);
4224         if (!sgs->group_capacity)
4225                 sgs->group_capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
4226         sgs->group_weight = group->group_weight;
4227
4228         if (sgs->group_capacity > sgs->sum_nr_running)
4229                 sgs->group_has_capacity = 1;
4230 }
4231
4232 /**
4233  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
4234  * @env: The load balancing environment.
4235  * @sds: sched_domain statistics
4236  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
4237  * @sgs: sched_group statistics
4238  *
4239  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
4240  * busiest group.
4241  */
4242 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
4243                                    struct sd_lb_stats *sds,
4244                                    struct sched_group *sg,
4245                                    struct sg_lb_stats *sgs)
4246 {
4247         if (sgs->avg_load <= sds->max_load)
4248                 return false;
4249
4250         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity)
4251                 return true;
4252
4253         if (sgs->group_imb)
4254                 return true;
4255
4256         /*
4257          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
4258          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
4259          * higher than ourself as busy.
4260          */
4261         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && sgs->sum_nr_running &&
4262             env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
4263                 if (!sds->busiest)
4264                         return true;
4265
4266                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
4267                         return true;
4268         }
4269
4270         return false;
4271 }
4272
4273 /**
4274  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
4275  * @env: The load balancing environment.
4276  * @balance: Should we balance.
4277  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
4278  */
4279 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env,
4280                                         int *balance, struct sd_lb_stats *sds)
4281 {
4282         struct sched_domain *child = env->sd->child;
4283         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
4284         struct sg_lb_stats sgs;
4285         int load_idx, prefer_sibling = 0;
4286
4287         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
4288                 prefer_sibling = 1;
4289
4290         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
4291
4292         do {
4293                 int local_group;
4294
4295                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
4296                 memset(&sgs, 0, sizeof(sgs));
4297                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, balance, &sgs);
4298
4299                 if (local_group && !(*balance))
4300                         return;
4301
4302                 sds->total_load += sgs.group_load;
4303                 sds->total_pwr += sg->sgp->power;
4304
4305                 /*
4306                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
4307                  * first, lower the sg capacity to one so that we'll try
4308                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
4309                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
4310                  * these excess tasks, i.e. nr_running < group_capacity. The
4311                  * extra check prevents the case where you always pull from the
4312                  * heaviest group when it is already under-utilized (possible
4313                  * with a large weight task outweighs the tasks on the system).
4314                  */
4315                 if (prefer_sibling && !local_group && sds->this_has_capacity)
4316                         sgs.group_capacity = min(sgs.group_capacity, 1UL);
4317
4318                 if (local_group) {
4319                         sds->this_load = sgs.avg_load;
4320                         sds->this = sg;
4321                         sds->this_nr_running = sgs.sum_nr_running;
4322                         sds->this_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
4323                         sds->this_has_capacity = sgs.group_has_capacity;
4324                         sds->this_idle_cpus = sgs.idle_cpus;
4325                 } else if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, &sgs)) {
4326                         sds->max_load = sgs.avg_load;
4327                         sds->busiest = sg;
4328                         sds->busiest_nr_running = sgs.sum_nr_running;
4329                         sds->busiest_idle_cpus = sgs.idle_cpus;
4330                         sds->busiest_group_capacity = sgs.group_capacity;
4331                         sds->busiest_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
4332                         sds->busiest_has_capacity = sgs.group_has_capacity;
4333                         sds->busiest_group_weight = sgs.group_weight;
4334                         sds->group_imb = sgs.group_imb;
4335                 }
4336
4337                 update_sd_numa_stats(env->sd, sg, sds, local_group, &sgs);
4338
4339                 sg = sg->next;
4340         } while (sg != env->sd->groups);
4341 }
4342
4343 /**
4344  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
4345  *                      sched doman.
4346  *
4347  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
4348  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
4349  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
4350  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
4351  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
4352  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
4353  *
4354  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
4355  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
4356  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
4357  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
4358  * number.
4359  *
4360  * Returns 1 when packing is required and a task should be moved to
4361  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
4362  *
4363  * @env: The load balancing environment.
4364  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
4365  */
4366 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
4367 {
4368         int busiest_cpu;
4369
4370         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
4371                 return 0;
4372
4373         if (!sds->busiest)
4374                 return 0;
4375
4376         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
4377         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
4378                 return 0;
4379
4380         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
4381                 sds->max_load * sds->busiest->sgp->power, SCHED_POWER_SCALE);
4382
4383         return 1;
4384 }
4385
4386 /**
4387  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
4388  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
4389  *                      load balancing.
4390  * @env: The load balancing environment.
4391  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
4392  */
4393 static inline
4394 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
4395 {
4396         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
4397         unsigned int imbn = 2;
4398         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
4399
4400         if (sds->this_nr_running) {
4401                 sds->this_load_per_task /= sds->this_nr_running;
4402                 if (sds->busiest_load_per_task >
4403                                 sds->this_load_per_task)
4404                         imbn = 1;
4405         } else {
4406                 sds->this_load_per_task =
4407                         cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
4408         }
4409
4410         scaled_busy_load_per_task = sds->busiest_load_per_task
4411                                          * SCHED_POWER_SCALE;
4412         scaled_busy_load_per_task /= sds->busiest->sgp->power;
4413
4414         if (sds->max_load - sds->this_load + scaled_busy_load_per_task >=
4415                         (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
4416                 env->imbalance = sds->busiest_load_per_task;
4417                 return;
4418         }
4419
4420         /*
4421          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
4422          * however we may be able to increase total CPU power used by
4423          * moving them.
4424          */
4425
4426         pwr_now += sds->busiest->sgp->power *
4427                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load);
4428         pwr_now += sds->this->sgp->power *
4429                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load);
4430         pwr_now /= SCHED_POWER_SCALE;
4431
4432         /* Amount of load we'd subtract */
4433         tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
4434                 sds->busiest->sgp->power;
4435         if (sds->max_load > tmp)
4436                 pwr_move += sds->busiest->sgp->power *
4437                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load - tmp);
4438
4439         /* Amount of load we'd add */
4440         if (sds->max_load * sds->busiest->sgp->power <
4441                 sds->busiest_load_per_task * SCHED_POWER_SCALE)
4442                 tmp = (sds->max_load * sds->busiest->sgp->power) /
4443                         sds->this->sgp->power;
4444         else
4445                 tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
4446                         sds->this->sgp->power;
4447         pwr_move += sds->this->sgp->power *
4448                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load + tmp);
4449         pwr_move /= SCHED_POWER_SCALE;
4450
4451         /* Move if we gain throughput */
4452         if (pwr_move > pwr_now)
4453                 env->imbalance = sds->busiest_load_per_task;
4454 }
4455
4456 /**
4457  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
4458  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
4459  * @env: load balance environment
4460  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
4461  */
4462 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
4463 {
4464         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
4465
4466         sds->busiest_load_per_task /= sds->busiest_nr_running;
4467         if (sds->group_imb) {
4468                 sds->busiest_load_per_task =
4469                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->avg_load);
4470         }
4471
4472         /*
4473          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
4474          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
4475          * its cpu_power, while calculating max_load..)
4476          */
4477         if (sds->max_load < sds->avg_load) {
4478                 env->imbalance = 0;
4479                 return fix_small_imbalance(env, sds);
4480         }
4481
4482         if (!sds->group_imb) {
4483                 /*
4484                  * Don't want to pull so many tasks that a group would go idle.
4485                  */
4486                 load_above_capacity = (sds->busiest_nr_running -
4487                                                 sds->busiest_group_capacity);
4488
4489                 load_above_capacity *= (SCHED_LOAD_SCALE * SCHED_POWER_SCALE);
4490
4491                 load_above_capacity /= sds->busiest->sgp->power;
4492         }
4493
4494         /*
4495          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
4496          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
4497          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
4498          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
4499          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
4500          * for the minimum possible imbalance.
4501          * Be careful of negative numbers as they'll appear as very large values
4502          * with unsigned longs.
4503          */
4504         max_pull = min(sds->max_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
4505
4506         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
4507         env->imbalance = min(max_pull * sds->busiest->sgp->power,
4508                 (sds->avg_load - sds->this_load) * sds->this->sgp->power)
4509                         / SCHED_POWER_SCALE;
4510
4511         /*
4512          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
4513          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
4514          * a think about bumping its value to force at least one task to be
4515          * moved
4516          */
4517         if (env->imbalance < sds->busiest_load_per_task)
4518                 return fix_small_imbalance(env, sds);
4519
4520 }
4521
4522 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
4523
4524 /**
4525  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
4526  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
4527  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
4528  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
4529  * such a group exists.
4530  *
4531  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
4532  * to restore balance.
4533  *
4534  * @env: The load balancing environment.
4535  * @balance: Pointer to a variable indicating if this_cpu
4536  *      is the appropriate cpu to perform load balancing at this_level.
4537  *
4538  * Returns:     - the busiest group if imbalance exists.
4539  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
4540  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
4541  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
4542  */
4543 static struct sched_group *
4544 find_busiest_group(struct lb_env *env, int *balance)
4545 {
4546         struct sd_lb_stats sds;
4547
4548         memset(&sds, 0, sizeof(sds));
4549
4550         /*
4551          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
4552          * this level.
4553          */
4554         update_sd_lb_stats(env, balance, &sds);
4555
4556         /*
4557          * this_cpu is not the appropriate cpu to perform load balancing at
4558          * this level.
4559          */
4560         if (!(*balance))
4561                 goto ret;
4562
4563         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
4564             check_asym_packing(env, &sds))
4565                 return sds.busiest;
4566
4567         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
4568         if (!sds.busiest || sds.busiest_nr_running == 0)
4569                 goto out_balanced;
4570
4571         sds.avg_load = (SCHED_POWER_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
4572
4573         /*
4574          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
4575          * work because they assumes all things are equal, which typically
4576          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
4577          */
4578         if (sds.group_imb)
4579                 goto force_balance;
4580
4581         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
4582         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && sds.this_has_capacity &&
4583                         !sds.busiest_has_capacity)
4584                 goto force_balance;
4585
4586         /*
4587          * If the local group is more busy than the selected busiest group
4588          * don't try and pull any tasks.
4589          */
4590         if (sds.this_load >= sds.max_load)
4591                 goto out_balanced;
4592
4593         /*
4594          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
4595          * average load.
4596          */
4597         if (sds.this_load >= sds.avg_load)
4598                 goto out_balanced;
4599
4600         if (env->idle == CPU_IDLE) {
4601                 /*
4602                  * This cpu is idle. If the busiest group load doesn't
4603                  * have more tasks than the number of available cpu's and
4604                  * there is no imbalance between this and busiest group
4605                  * wrt to idle cpu's, it is balanced.
4606                  */
4607                 if ((sds.this_idle_cpus <= sds.busiest_idle_cpus + 1) &&
4608                     sds.busiest_nr_running <= sds.busiest_group_weight)
4609                         goto out_balanced;
4610         } else {
4611                 /*
4612                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
4613                  * imbalance_pct to be conservative.
4614                  */
4615                 if (100 * sds.max_load <= env->sd->imbalance_pct * sds.this_load)
4616                         goto out_balanced;
4617         }
4618
4619 force_balance:
4620         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
4621         calculate_imbalance(env, &sds);
4622         return sds.busiest;
4623
4624 out_balanced:
4625         if (check_numa_busiest_group(env, &sds))
4626                 return sds.busiest;
4627
4628 ret:
4629         env->imbalance = 0;
4630         return NULL;
4631 }
4632
4633 /*
4634  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
4635  */
4636 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
4637                                      struct sched_group *group)
4638 {
4639         struct rq *busiest = NULL, *rq;
4640         unsigned long max_load = 0;
4641         int i;
4642
4643         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
4644                 unsigned long power = power_of(i);
4645                 unsigned long capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power,
4646                                                            SCHED_POWER_SCALE);
4647                 unsigned long wl;
4648
4649                 if (!capacity)
4650                         capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
4651
4652                 if (!cpumask_test_cpu(i, env->cpus))
4653                         continue;
4654
4655                 rq = cpu_rq(i);
4656                 wl = weighted_cpuload(i);
4657
4658                 /*
4659                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
4660                  * which is not scaled with the cpu power.
4661                  */
4662                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance)
4663                         continue;
4664
4665                 /*
4666                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
4667                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu power, so that
4668                  * the load can be moved away from the cpu that is potentially
4669                  * running at a lower capacity.
4670                  */
4671                 wl = (wl * SCHED_POWER_SCALE) / power;
4672
4673                 if (wl > max_load) {
4674                         max_load = wl;
4675                         busiest = rq;
4676                 }
4677         }
4678
4679         return busiest;
4680 }
4681
4682 /*
4683  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
4684  * so long as it is large enough.
4685  */
4686 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
4687
4688 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
4689 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
4690
4691 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
4692 {
4693         struct sched_domain *sd = env->sd;
4694
4695         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
4696
4697                 /*
4698                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
4699                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
4700                  * lowest numbered CPUs.
4701                  */
4702                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
4703                         return 1;
4704         }
4705
4706         if (need_active_numa_balance(env))
4707                 return 1;
4708
4709         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
4710 }
4711
4712 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
4713
4714 /*
4715  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
4716  * tasks if there is an imbalance.
4717  */
4718 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
4719                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
4720                         int *balance)
4721 {
4722         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
4723         int lb_iterations, max_lb_iterations;
4724         struct sched_group *group;
4725         struct rq *busiest;
4726         unsigned long flags;
4727         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
4728
4729         struct lb_env env = {
4730                 .sd                 = sd,
4731                 .dst_cpu            = this_cpu,
4732                 .dst_rq             = this_rq,
4733                 .dst_grpmask        = sched_group_cpus(sd->groups),
4734                 .idle               = idle,
4735                 .loop_break         = sched_nr_migrate_break,
4736                 .cpus               = cpus,
4737                 .find_busiest_queue = find_busiest_queue,
4738         };
4739
4740         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
4741         max_lb_iterations = cpumask_weight(env.dst_grpmask);
4742
4743         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
4744
4745 redo:
4746         group = find_busiest_group(&env, balance);
4747
4748         if (*balance == 0)
4749                 goto out_balanced;
4750
4751         if (!group) {
4752                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
4753                 goto out_balanced;
4754         }
4755
4756         busiest = env.find_busiest_queue(&env, group);
4757         if (!busiest) {
4758                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
4759                 goto out_balanced;
4760         }
4761         env.src_rq  = busiest;
4762         env.src_cpu = busiest->cpu;
4763
4764         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
4765
4766         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
4767
4768         ld_moved = 0;
4769         lb_iterations = 1;
4770         if (busiest->nr_running > 1) {
4771                 /*
4772                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
4773                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
4774                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
4775                  * correctly treated as an imbalance.
4776                  */
4777                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
4778                 env.src_cpu   = busiest->cpu;
4779                 env.src_rq    = busiest;
4780                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
4781                 if (sched_feat_numa(NUMA_PULL))
4782                         env.tasks = offnode_tasks(busiest);
4783                 else
4784                         env.tasks = &busiest->cfs_tasks;
4785
4786                 update_h_load(env.src_cpu);
4787 more_balance:
4788                 local_irq_save(flags);
4789                 double_rq_lock(env.dst_rq, busiest);
4790
4791                 /*
4792                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
4793                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
4794                  */
4795                 cur_ld_moved = move_tasks(&env);
4796                 ld_moved += cur_ld_moved;
4797                 double_rq_unlock(env.dst_rq, busiest);
4798                 local_irq_restore(flags);
4799
4800                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
4801                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
4802                         goto more_balance;
4803                 }
4804
4805                 /*
4806                  * some other cpu did the load balance for us.
4807                  */
4808                 if (cur_ld_moved && env.dst_cpu != smp_processor_id())
4809                         resched_cpu(env.dst_cpu);
4810
4811                 /*
4812                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
4813                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
4814                  * where they can run. The upper limit on how many times we
4815                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
4816                  * sched_group.
4817                  *
4818                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
4819                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
4820                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
4821                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
4822                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
4823                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
4824                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
4825                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
4826                  * This however should not happen so much in practice and
4827                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
4828                  * excess load moved.
4829                  */
4830                 if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0 &&
4831                                 lb_iterations++ < max_lb_iterations) {
4832
4833                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
4834                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
4835                         env.flags       &= ~LBF_SOME_PINNED;
4836                         env.loop         = 0;
4837                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
4838                         /*
4839                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
4840                          * need to continue with same src_cpu.
4841                          */
4842                         goto more_balance;
4843                 }
4844
4845                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
4846                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
4847                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
4848                         if (!cpumask_empty(cpus)) {
4849                                 env.loop = 0;
4850                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
4851                                 goto redo;
4852                         }
4853                         goto out_balanced;
4854                 }
4855         }
4856
4857         if (!ld_moved) {
4858                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
4859                 /*
4860                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
4861                  * We do not want newidle balance, which can be very
4862                  * frequent, pollute the failure counter causing
4863                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
4864                  */
4865                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
4866                         sd->nr_balance_failed++;
4867
4868                 if (need_active_balance(&env)) {
4869                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
4870
4871                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
4872                          * if the curr task on busiest cpu can't be
4873                          * moved to this_cpu
4874                          */
4875                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
4876                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
4877                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
4878                                                             flags);
4879                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
4880                                 goto out_one_pinned;
4881                         }
4882
4883                         /*
4884                          * ->active_balance synchronizes accesses to
4885                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
4886                          * only after active load balance is finished.
4887                          */
4888                         if (!busiest->active_balance) {
4889                                 busiest->active_balance = 1;
4890                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
4891                                 active_balance = 1;
4892                         }
4893                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
4894
4895                         if (active_balance) {
4896                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
4897                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
4898                                         &busiest->active_balance_work);
4899                         }
4900
4901                         /*
4902                          * We've kicked active balancing, reset the failure
4903                          * counter.
4904                          */
4905                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
4906                 }
4907         } else
4908                 sd->nr_balance_failed = 0;
4909
4910         if (likely(!active_balance)) {
4911                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
4912                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
4913         } else {
4914                 /*
4915                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
4916                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
4917                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
4918                  * move_tasks).
4919                  */
4920                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
4921                         sd->balance_interval *= 2;
4922         }
4923
4924         goto out;
4925
4926 out_balanced:
4927         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
4928
4929         sd->nr_balance_failed = 0;
4930
4931 out_one_pinned:
4932         /* tune up the balancing interval */
4933         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
4934                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
4935                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
4936                 sd->balance_interval *= 2;
4937
4938         ld_moved = 0;
4939 out:
4940         return ld_moved;
4941 }
4942
4943 /*
4944  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
4945  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
4946  */
4947 void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
4948 {
4949         struct sched_domain *sd;
4950         int pulled_task = 0;
4951         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
4952
4953         this_rq->idle_stamp = this_rq->clock;
4954
4955         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
4956                 return;
4957
4958         /*
4959          * Drop the rq->lock, but keep IRQ/preempt disabled.
4960          */
4961         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
4962
4963         update_shares(this_cpu);
4964         rcu_read_lock();
4965         for_each_domain(this_cpu, sd) {
4966                 unsigned long interval;
4967                 int balance = 1;
4968
4969                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4970                         continue;
4971
4972                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
4973                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
4974                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
4975                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE, &balance);
4976                 }
4977
4978                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
4979                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
4980                         next_balance = sd->last_balance + interval;
4981                 if (pulled_task) {
4982                         this_rq->idle_stamp = 0;
4983                         break;
4984                 }
4985         }
4986         rcu_read_unlock();
4987
4988         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
4989
4990         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
4991                 /*
4992                  * We are going idle. next_balance may be set based on
4993                  * a busy processor. So reset next_balance.
4994                  */
4995                 this_rq->next_balance = next_balance;
4996         }
4997 }
4998
4999 /*
5000  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
5001  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
5002  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
5003  * avoids physical / logical imbalances.
5004  */
5005 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
5006 {
5007         struct rq *busiest_rq = data;
5008         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
5009         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
5010         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
5011         struct sched_domain *sd;
5012
5013         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
5014
5015         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
5016         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
5017                      !busiest_rq->active_balance))
5018                 goto out_unlock;
5019
5020         /* Is there any task to move? */
5021         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
5022                 goto out_unlock;
5023
5024         /*
5025          * This condition is "impossible", if it occurs
5026          * we need to fix it. Originally reported by
5027          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
5028          */
5029         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
5030
5031         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
5032         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
5033
5034         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
5035         rcu_read_lock();
5036         for_each_domain(target_cpu, sd) {
5037                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
5038                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
5039                                 break;
5040         }
5041
5042         if (likely(sd)) {
5043                 struct lb_env env = {
5044                         .sd             = sd,
5045                         .dst_cpu        = target_cpu,
5046                         .dst_rq         = target_rq,
5047                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
5048                         .src_rq         = busiest_rq,
5049                         .idle           = CPU_IDLE,
5050                 };
5051
5052                 schedstat_inc(sd, alb_count);
5053
5054                 if (move_one_task(&env))
5055                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
5056                 else
5057                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
5058         }
5059         rcu_read_unlock();
5060         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
5061 out_unlock:
5062         busiest_rq->active_balance = 0;
5063         raw_spin_unlock_irq(&busiest_rq->lock);
5064         return 0;
5065 }
5066
5067 #ifdef CONFIG_NO_HZ
5068 /*
5069  * idle load balancing details
5070  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
5071  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
5072  *   load balancing for all the idle CPUs.
5073  */
5074 static struct {
5075         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
5076         atomic_t nr_cpus;
5077         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
5078 } nohz ____cacheline_aligned;
5079
5080 static inline int find_new_ilb(int call_cpu)
5081 {
5082         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
5083
5084         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
5085                 return ilb;
5086
5087         return nr_cpu_ids;
5088 }
5089
5090 /*
5091  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
5092  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
5093  * CPU (if there is one).
5094  */
5095 static void nohz_balancer_kick(int cpu)
5096 {
5097         int ilb_cpu;
5098
5099         nohz.next_balance++;
5100
5101         ilb_cpu = find_new_ilb(cpu);
5102
5103         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
5104                 return;
5105
5106         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
5107                 return;
5108         /*
5109          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
5110          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
5111          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
5112          * will be run before returning from the IPI.
5113          */
5114         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
5115         return;
5116 }
5117
5118 static inline void nohz_balance_exit_idle(int cpu)
5119 {
5120         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
5121                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
5122                 atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
5123                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
5124         }
5125 }
5126
5127 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
5128 {
5129         struct sched_domain *sd;
5130         int cpu = smp_processor_id();
5131
5132         if (!test_bit(NOHZ_IDLE, nohz_flags(cpu)))
5133                 return;
5134         clear_bit(NOHZ_IDLE, nohz_flags(cpu));
5135
5136         rcu_read_lock();
5137         for_each_domain(cpu, sd)
5138                 atomic_inc(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
5139         rcu_read_unlock();
5140 }
5141
5142 void set_cpu_sd_state_idle(void)
5143 {
5144         struct sched_domain *sd;
5145         int cpu = smp_processor_id();
5146
5147         if (test_bit(NOHZ_IDLE, nohz_flags(cpu)))
5148                 return;
5149         set_bit(NOHZ_IDLE, nohz_flags(cpu));
5150
5151         rcu_read_lock();
5152         for_each_domain(cpu, sd)
5153                 atomic_dec(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
5154         rcu_read_unlock();
5155 }
5156
5157 /*
5158  * This routine will record that the cpu is going idle with tick stopped.
5159  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
5160  */
5161 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
5162 {
5163         /*
5164          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
5165          */
5166         if (!cpu_active(cpu))
5167                 return;
5168
5169         if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
5170                 return;
5171
5172         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
5173         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
5174         set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
5175 }
5176
5177 static int __cpuinit sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
5178                                         unsigned long action, void *hcpu)
5179 {
5180         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5181         case CPU_DYING:
5182                 nohz_balance_exit_idle(smp_processor_id());
5183                 return NOTIFY_OK;
5184         default:
5185                 return NOTIFY_DONE;
5186         }
5187 }
5188 #endif
5189
5190 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
5191
5192 /*
5193  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
5194  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
5195  */
5196 void update_max_interval(void)
5197 {
5198         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
5199 }
5200
5201 /*
5202  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
5203  * and initiates a balancing operation if so.
5204  *
5205  * Balancing parameters are set up in arch_init_sched_domains.
5206  */
5207 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
5208 {
5209         int balance = 1;
5210         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5211         unsigned long interval;
5212         struct sched_domain *sd;
5213         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
5214         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
5215         int update_next_balance = 0;
5216         int need_serialize;
5217
5218         update_shares(cpu);
5219
5220         rcu_read_lock();
5221         for_each_domain(cpu, sd) {
5222                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
5223                         continue;
5224
5225                 interval = sd->balance_interval;
5226                 if (idle != CPU_IDLE)
5227                         interval *= sd->busy_factor;
5228
5229                 /* scale ms to jiffies */
5230                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
5231                 interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
5232
5233                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
5234
5235                 if (need_serialize) {
5236                         if (!spin_trylock(&balancing))
5237                                 goto out;
5238                 }
5239
5240                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
5241                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &balance)) {
5242                                 /*
5243                                  * We've pulled tasks over so either we're no
5244                                  * longer idle.
5245                                  */
5246                                 idle = CPU_NOT_IDLE;
5247                         }
5248                         sd->last_balance = jiffies;
5249                 }
5250                 if (need_serialize)
5251                         spin_unlock(&balancing);
5252 out:
5253                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
5254                         next_balance = sd->last_balance + interval;
5255                         update_next_balance = 1;
5256                 }
5257
5258                 /*
5259                  * Stop the load balance at this level. There is another
5260                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
5261                  * actively.
5262                  */
5263                 if (!balance)
5264                         break;
5265         }
5266         rcu_read_unlock();
5267
5268         /*
5269          * next_balance will be updated only when there is a need.
5270          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
5271          * updated.
5272          */
5273         if (likely(update_next_balance))
5274                 rq->next_balance = next_balance;
5275 }
5276
5277 #ifdef CONFIG_NO_HZ
5278 /*
5279  * In CONFIG_NO_HZ case, the idle balance kickee will do the
5280  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
5281  */
5282 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle)
5283 {
5284         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
5285         struct rq *rq;
5286         int balance_cpu;
5287
5288         if (idle != CPU_IDLE ||
5289             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
5290                 goto end;
5291
5292         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
5293                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
5294                         continue;
5295
5296                 /*
5297                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
5298                  * work being done for other cpus. Next load
5299                  * balancing owner will pick it up.
5300                  */
5301                 if (need_resched())
5302                         break;
5303
5304                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
5305
5306                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
5307                 update_rq_clock(rq);
5308                 update_idle_cpu_load(rq);
5309                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
5310
5311                 rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
5312
5313                 if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
5314                         this_rq->next_balance = rq->next_balance;
5315         }
5316         nohz.next_balance = this_rq->next_balance;
5317 end:
5318         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
5319 }
5320
5321 /*
5322  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
5323  * of an idle cpu is the system.
5324  *   - This rq has more than one task.
5325  *   - At any scheduler domain level, this cpu's scheduler group has multiple
5326  *     busy cpu's exceeding the group's power.
5327  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
5328  *     domain span are idle.
5329  */
5330 static inline int nohz_kick_needed(struct rq *rq, int cpu)
5331 {
5332         unsigned long now = jiffies;
5333         struct sched_domain *sd;
5334
5335         if (unlikely(idle_cpu(cpu)))
5336                 return 0;
5337
5338        /*
5339         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
5340         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
5341         */
5342         set_cpu_sd_state_busy();
5343         nohz_balance_exit_idle(cpu);
5344
5345         /*
5346          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
5347          * balancing.
5348          */
5349         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
5350                 return 0;
5351
5352         if (time_before(now, nohz.next_balance))
5353                 return 0;
5354
5355         if (rq->nr_running >= 2)
5356                 goto need_kick;
5357
5358         rcu_read_lock();
5359         for_each_domain(cpu, sd) {
5360                 struct sched_group *sg = sd->groups;
5361                 struct sched_group_power *sgp = sg->sgp;
5362                 int nr_busy = atomic_read(&sgp->nr_busy_cpus);
5363
5364                 if (sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES && nr_busy > 1)
5365                         goto need_kick_unlock;
5366
5367                 if (sd->flags & SD_ASYM_PACKING && nr_busy != sg->group_weight
5368                     && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
5369                                           sched_domain_span(sd)) < cpu))
5370                         goto need_kick_unlock;
5371
5372                 if (!(sd->flags & (SD_SHARE_PKG_RESOURCES | SD_ASYM_PACKING)))
5373                         break;
5374         }
5375         rcu_read_unlock();
5376         return 0;
5377
5378 need_kick_unlock:
5379         rcu_read_unlock();
5380 need_kick:
5381         return 1;
5382 }
5383 #else
5384 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle) { }
5385 #endif
5386
5387 /*
5388  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
5389  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
5390  */
5391 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
5392 {
5393         int this_cpu = smp_processor_id();
5394         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
5395         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
5396                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
5397
5398         rebalance_domains(this_cpu, idle);
5399
5400         /*
5401          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
5402          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
5403          * stopped.
5404          */
5405         nohz_idle_balance(this_cpu, idle);
5406 }
5407
5408 static inline int on_null_domain(int cpu)
5409 {
5410         return !rcu_dereference_sched(cpu_rq(cpu)->sd);
5411 }
5412
5413 /*
5414  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
5415  */
5416 void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
5417 {
5418         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
5419         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
5420             likely(!on_null_domain(cpu)))
5421                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
5422 #ifdef CONFIG_NO_HZ
5423         if (nohz_kick_needed(rq, cpu) && likely(!on_null_domain(cpu)))
5424                 nohz_balancer_kick(cpu);
5425 #endif
5426 }
5427
5428 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
5429 {
5430         update_sysctl();
5431 }
5432
5433 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
5434 {
5435         update_sysctl();
5436
5437         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
5438         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
5439 }
5440
5441 #endif /* CONFIG_SMP */
5442
5443 /*
5444  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
5445  */
5446 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
5447 {
5448         struct cfs_rq *cfs_rq;
5449         struct sched_entity *se = &curr->se;
5450
5451         for_each_sched_entity(se) {
5452                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5453                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
5454         }
5455
5456         if (sched_feat_numa(NUMA))
5457                 task_tick_numa(rq, curr);
5458 }
5459
5460 /*
5461  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
5462  *  - child not yet on the tasklist
5463  *  - preemption disabled
5464  */
5465 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
5466 {
5467         struct cfs_rq *cfs_rq;
5468         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
5469         int this_cpu = smp_processor_id();
5470         struct rq *rq = this_rq();
5471         unsigned long flags;
5472
5473         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5474
5475         update_rq_clock(rq);
5476
5477         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
5478         curr = cfs_rq->curr;
5479
5480         if (unlikely(task_cpu(p) != this_cpu)) {
5481                 rcu_read_lock();
5482                 __set_task_cpu(p, this_cpu);
5483                 rcu_read_unlock();
5484         }
5485
5486         update_curr(cfs_rq);
5487
5488         if (curr)
5489                 se->vruntime = curr->vruntime;
5490         place_entity(cfs_rq, se, 1);
5491
5492         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
5493                 /*
5494                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
5495                  * 'current' within the tree based on its new key value.
5496                  */
5497                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
5498                 resched_task(rq->curr);
5499         }
5500
5501         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
5502
5503         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5504 }
5505
5506 /*
5507  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
5508  * the current task.
5509  */
5510 static void
5511 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
5512 {
5513         if (!p->se.on_rq)
5514                 return;
5515
5516         /*
5517          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
5518          * our priority decreased, or if we are not currently running on
5519          * this runqueue and our priority is higher than the current's
5520          */
5521         if (rq->curr == p) {
5522                 if (p->prio > oldprio)
5523                         resched_task(rq->curr);
5524         } else
5525                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
5526 }
5527
5528 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5529 {
5530         struct sched_entity *se = &p->se;
5531         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5532
5533         /*
5534          * Ensure the task's vruntime is normalized, so that when its
5535          * switched back to the fair class the enqueue_entity(.flags=0) will
5536          * do the right thing.
5537          *
5538          * If it was on_rq, then the dequeue_entity(.flags=0) will already
5539          * have normalized the vruntime, if it was !on_rq, then only when
5540          * the task is sleeping will it still have non-normalized vruntime.
5541          */
5542         if (!se->on_rq && p->state != TASK_RUNNING) {
5543                 /*
5544                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
5545                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
5546                  */
5547                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
5548                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
5549         }
5550 }
5551
5552 /*
5553  * We switched to the sched_fair class.
5554  */
5555 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5556 {
5557         if (!p->se.on_rq)
5558                 return;
5559
5560         /*
5561          * We were most likely switched from sched_rt, so
5562          * kick off the schedule if running, otherwise just see
5563          * if we can still preempt the current task.
5564          */
5565         if (rq->curr == p)
5566                 resched_task(rq->curr);
5567         else
5568                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
5569 }
5570
5571 /* Account for a task changing its policy or group.
5572  *
5573  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
5574  * migrates between groups/classes.
5575  */
5576 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
5577 {
5578         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
5579
5580         for_each_sched_entity(se) {
5581                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5582
5583                 set_next_entity(cfs_rq, se);
5584                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
5585                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
5586         }
5587 }
5588
5589 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
5590 {
5591         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
5592         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
5593 #ifndef CONFIG_64BIT
5594         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
5595 #endif
5596 }
5597
5598 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5599 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p, int on_rq)
5600 {
5601         /*
5602          * If the task was not on the rq at the time of this cgroup movement
5603          * it must have been asleep, sleeping tasks keep their ->vruntime
5604          * absolute on their old rq until wakeup (needed for the fair sleeper
5605          * bonus in place_entity()).
5606          *
5607          * If it was on the rq, we've just 'preempted' it, which does convert
5608          * ->vruntime to a relative base.
5609          *
5610          * Make sure both cases convert their relative position when migrating
5611          * to another cgroup's rq. This does somewhat interfere with the
5612          * fair sleeper stuff for the first placement, but who cares.
5613          */
5614         /*
5615          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
5616          * But there are some cases where it has already been normalized:
5617          *
5618          * - Moving a forked child which is waiting for being woken up by
5619          *   wake_up_new_task().
5620          * - Moving a task which has been woken up by try_to_wake_up() and
5621          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
5622          *
5623          * To prevent boost or penalty in the new cfs_rq caused by delta
5624          * min_vruntime between the two cfs_rqs, we skip vruntime adjustment.
5625          */
5626         if (!on_rq && (!p->se.sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING))
5627                 on_rq = 1;
5628
5629         if (!on_rq)
5630                 p->se.vruntime -= cfs_rq_of(&p->se)->min_vruntime;
5631         set_task_rq(p, task_cpu(p));
5632         if (!on_rq)
5633                 p->se.vruntime += cfs_rq_of(&p->se)->min_vruntime;
5634 }
5635
5636 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
5637 {
5638         int i;
5639
5640         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
5641
5642         for_each_possible_cpu(i) {
5643                 if (tg->cfs_rq)
5644                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
5645                 if (tg->se)
5646                         kfree(tg->se[i]);
5647         }
5648
5649         kfree(tg->cfs_rq);
5650         kfree(tg->se);
5651 }
5652
5653 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
5654 {
5655         struct cfs_rq *cfs_rq;
5656         struct sched_entity *se;
5657         int i;
5658
5659         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
5660         if (!tg->cfs_rq)
5661                 goto err;
5662         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
5663         if (!tg->se)
5664                 goto err;
5665
5666         tg->shares = NICE_0_LOAD;
5667
5668         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
5669
5670         for_each_possible_cpu(i) {
5671                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
5672                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
5673                 if (!cfs_rq)
5674                         goto err;
5675
5676                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
5677                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
5678                 if (!se)
5679                         goto err_free_rq;
5680
5681                 init_cfs_rq(cfs_rq);
5682                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
5683         }
5684
5685         return 1;
5686
5687 err_free_rq:
5688         kfree(cfs_rq);
5689 err:
5690         return 0;
5691 }
5692
5693 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
5694 {
5695         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5696         unsigned long flags;
5697
5698         /*
5699         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
5700         * check on_list without danger of it being re-added.
5701         */
5702         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
5703                 return;
5704
5705         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5706         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
5707         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5708 }
5709
5710 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
5711                         struct sched_entity *se, int cpu,
5712                         struct sched_entity *parent)
5713 {
5714         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5715
5716         cfs_rq->tg = tg;
5717         cfs_rq->rq = rq;
5718 #ifdef CONFIG_SMP
5719         /* allow initial update_cfs_load() to truncate */
5720         cfs_rq->load_stamp = 1;
5721 #endif
5722         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
5723
5724         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
5725         tg->se[cpu] = se;
5726
5727         /* se could be NULL for root_task_group */
5728         if (!se)
5729                 return;
5730
5731         if (!parent)
5732                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
5733         else
5734                 se->cfs_rq = parent->my_q;
5735
5736         se->my_q = cfs_rq;
5737         update_load_set(&se->load, 0);
5738         se->parent = parent;
5739 }
5740
5741 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
5742
5743 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
5744 {
5745         int i;
5746         unsigned long flags;
5747
5748         /*
5749          * We can't change the weight of the root cgroup.
5750          */
5751         if (!tg->se[0])
5752                 return -EINVAL;
5753
5754         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
5755
5756         mutex_lock(&shares_mutex);
5757         if (tg->shares == shares)
5758                 goto done;
5759
5760         tg->shares = shares;
5761         for_each_possible_cpu(i) {
5762                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
5763                 struct sched_entity *se;
5764
5765                 se = tg->se[i];
5766                 /* Propagate contribution to hierarchy */
5767                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5768                 for_each_sched_entity(se)
5769                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
5770                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5771         }
5772
5773 done:
5774         mutex_unlock(&shares_mutex);
5775         return 0;
5776 }
5777 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
5778
5779 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
5780
5781 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
5782 {
5783         return 1;
5784 }
5785
5786 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
5787
5788 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
5789
5790
5791 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
5792 {
5793         struct sched_entity *se = &task->se;
5794         unsigned int rr_interval = 0;
5795
5796         /*
5797          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
5798          * idle runqueue:
5799          */
5800         if (rq->cfs.load.weight)
5801                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(&rq->cfs, se));
5802
5803         return rr_interval;
5804 }
5805
5806 /*
5807  * All the scheduling class methods:
5808  */
5809 const struct sched_class fair_sched_class = {
5810         .next                   = &idle_sched_class,
5811         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
5812         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
5813         .yield_task             = yield_task_fair,
5814         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
5815
5816         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
5817
5818         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
5819         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
5820
5821 #ifdef CONFIG_SMP
5822         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
5823
5824         .rq_online              = rq_online_fair,
5825         .rq_offline             = rq_offline_fair,
5826
5827         .task_waking            = task_waking_fair,
5828 #endif
5829
5830         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
5831         .task_tick              = task_tick_fair,
5832         .task_fork              = task_fork_fair,
5833
5834         .prio_changed           = prio_changed_fair,
5835         .switched_from          = switched_from_fair,
5836         .switched_to            = switched_to_fair,
5837
5838         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
5839
5840 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5841         .task_move_group        = task_move_group_fair,
5842 #endif
5843 };
5844
5845 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5846 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
5847 {
5848         struct cfs_rq *cfs_rq;
5849
5850         rcu_read_lock();
5851         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
5852                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
5853         rcu_read_unlock();
5854 }
5855 #endif
5856
5857 __init void init_sched_fair_class(void)
5858 {
5859 #ifdef CONFIG_SMP
5860         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
5861
5862 #ifdef CONFIG_NO_HZ
5863         nohz.next_balance = jiffies;
5864         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
5865         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
5866 #endif
5867 #endif /* SMP */
5868
5869 }