]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - kernel/sched/fair.c
sched/numa: Don't consider numa-hot for idle balance
[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_TTWU_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                         if (sched_feat_numa(NUMA_TTWU_TO))
3035                                 cpu = node_cpu;
3036                         else
3037                                 prev_cpu = node_cpu;
3038                 }
3039         }
3040
3041 find_sd:
3042         for_each_domain(cpu, tmp) {
3043                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
3044                         continue;
3045
3046                 /*
3047                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
3048                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
3049                  */
3050                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
3051                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
3052                         affine_sd = tmp;
3053                         break;
3054                 }
3055
3056                 if (tmp->flags & sd_flag)
3057                         sd = tmp;
3058         }
3059
3060         if (affine_sd) {
3061                 if (cpu != prev_cpu && wake_affine(affine_sd, p, sync))
3062                         prev_cpu = cpu;
3063
3064                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu);
3065                 goto unlock;
3066         }
3067
3068 pick_idlest:
3069         while (sd) {
3070                 int load_idx = sd->forkexec_idx;
3071                 struct sched_group *group;
3072                 int weight;
3073
3074                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
3075                         sd = sd->child;
3076                         continue;
3077                 }
3078
3079                 if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
3080                         load_idx = sd->wake_idx;
3081
3082                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, load_idx);
3083                 if (!group) {
3084                         sd = sd->child;
3085                         continue;
3086                 }
3087
3088                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
3089                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
3090                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
3091                         sd = sd->child;
3092                         continue;
3093                 }
3094
3095                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
3096                 cpu = new_cpu;
3097                 weight = sd->span_weight;
3098                 sd = NULL;
3099                 for_each_domain(cpu, tmp) {
3100                         if (weight <= tmp->span_weight)
3101                                 break;
3102                         if (tmp->flags & sd_flag)
3103                                 sd = tmp;
3104                 }
3105                 /* while loop will break here if sd == NULL */
3106         }
3107 unlock:
3108         rcu_read_unlock();
3109
3110         return new_cpu;
3111 }
3112 #endif /* CONFIG_SMP */
3113
3114 static unsigned long
3115 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
3116 {
3117         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
3118
3119         /*
3120          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
3121          * to virtual-time in his units.
3122          *
3123          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
3124          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
3125          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
3126          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
3127          * be smaller, again penalizing the lighter task.
3128          *
3129          * This is especially important for buddies when the leftmost
3130          * task is higher priority than the buddy.
3131          */
3132         return calc_delta_fair(gran, se);
3133 }
3134
3135 /*
3136  * Should 'se' preempt 'curr'.
3137  *
3138  *             |s1
3139  *        |s2
3140  *   |s3
3141  *         g
3142  *      |<--->|c
3143  *
3144  *  w(c, s1) = -1
3145  *  w(c, s2) =  0
3146  *  w(c, s3) =  1
3147  *
3148  */
3149 static int
3150 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
3151 {
3152         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
3153
3154         if (vdiff <= 0)
3155                 return -1;
3156
3157         gran = wakeup_gran(curr, se);
3158         if (vdiff > gran)
3159                 return 1;
3160
3161         return 0;
3162 }
3163
3164 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
3165 {
3166         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
3167                 return;
3168
3169         for_each_sched_entity(se)
3170                 cfs_rq_of(se)->last = se;
3171 }
3172
3173 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
3174 {
3175         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
3176                 return;
3177
3178         for_each_sched_entity(se)
3179                 cfs_rq_of(se)->next = se;
3180 }
3181
3182 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
3183 {
3184         for_each_sched_entity(se)
3185                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
3186 }
3187
3188 /*
3189  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
3190  */
3191 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
3192 {
3193         struct task_struct *curr = rq->curr;
3194         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
3195         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
3196         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
3197         int next_buddy_marked = 0;
3198
3199         if (unlikely(se == pse))
3200                 return;
3201
3202         /*
3203          * This is possible from callers such as move_task(), in which we
3204          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
3205          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
3206          * next-buddy nomination below.
3207          */
3208         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
3209                 return;
3210
3211         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
3212                 set_next_buddy(pse);
3213                 next_buddy_marked = 1;
3214         }
3215
3216         /*
3217          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
3218          * wake up path.
3219          *
3220          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
3221          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
3222          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
3223          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
3224          * below.
3225          */
3226         if (test_tsk_need_resched(curr))
3227                 return;
3228
3229         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
3230         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
3231             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
3232                 goto preempt;
3233
3234         /*
3235          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
3236          * is driven by the tick):
3237          */
3238         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL))
3239                 return;
3240
3241         find_matching_se(&se, &pse);
3242         update_curr(cfs_rq_of(se));
3243         BUG_ON(!pse);
3244         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
3245                 /*
3246                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
3247                  * triggering this preemption.
3248                  */
3249                 if (!next_buddy_marked)
3250                         set_next_buddy(pse);
3251                 goto preempt;
3252         }
3253
3254         return;
3255
3256 preempt:
3257         resched_task(curr);
3258         /*
3259          * Only set the backward buddy when the current task is still
3260          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
3261          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
3262          * point, either of which can * drop the rq lock.
3263          *
3264          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
3265          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
3266          */
3267         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
3268                 return;
3269
3270         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
3271                 set_last_buddy(se);
3272 }
3273
3274 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
3275 {
3276         struct task_struct *p;
3277         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
3278         struct sched_entity *se;
3279
3280         if (!cfs_rq->nr_running)
3281                 return NULL;
3282
3283         do {
3284                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
3285                 set_next_entity(cfs_rq, se);
3286                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
3287         } while (cfs_rq);
3288
3289         p = task_of(se);
3290         if (hrtick_enabled(rq))
3291                 hrtick_start_fair(rq, p);
3292
3293         return p;
3294 }
3295
3296 /*
3297  * Account for a descheduled task:
3298  */
3299 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
3300 {
3301         struct sched_entity *se = &prev->se;
3302         struct cfs_rq *cfs_rq;
3303
3304         for_each_sched_entity(se) {
3305                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3306                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
3307         }
3308 }
3309
3310 /*
3311  * sched_yield() is very simple
3312  *
3313  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
3314  */
3315 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
3316 {
3317         struct task_struct *curr = rq->curr;
3318         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
3319         struct sched_entity *se = &curr->se;
3320
3321         /*
3322          * Are we the only task in the tree?
3323          */
3324         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
3325                 return;
3326
3327         clear_buddies(cfs_rq, se);
3328
3329         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
3330                 update_rq_clock(rq);
3331                 /*
3332                  * Update run-time statistics of the 'current'.
3333                  */
3334                 update_curr(cfs_rq);
3335                 /*
3336                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
3337                  * so we don't do microscopic update in schedule()
3338                  * and double the fastpath cost.
3339                  */
3340                  rq->skip_clock_update = 1;
3341         }
3342
3343         set_skip_buddy(se);
3344 }
3345
3346 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
3347 {
3348         struct sched_entity *se = &p->se;
3349
3350         /* throttled hierarchies are not runnable */
3351         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
3352                 return false;
3353
3354         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
3355         set_next_buddy(se);
3356
3357         yield_task_fair(rq);
3358
3359         return true;
3360 }
3361
3362 #ifdef CONFIG_SMP
3363 /**************************************************
3364  * Fair scheduling class load-balancing methods:
3365  */
3366
3367 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
3368
3369 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
3370 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
3371 #define LBF_SOME_PINNED 0x04
3372
3373 struct lb_env {
3374         struct sched_domain     *sd;
3375
3376         struct rq               *src_rq;
3377         int                     src_cpu;
3378
3379         int                     dst_cpu;
3380         struct rq               *dst_rq;
3381
3382         struct cpumask          *dst_grpmask;
3383         int                     new_dst_cpu;
3384         enum cpu_idle_type      idle;
3385         long                    imbalance;
3386         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
3387         struct cpumask          *cpus;
3388
3389         unsigned int            flags;
3390
3391         struct list_head        *tasks;
3392
3393         unsigned int            loop;
3394         unsigned int            loop_break;
3395         unsigned int            loop_max;
3396
3397         struct rq *             (*find_busiest_queue)(struct lb_env *,
3398                                                       struct sched_group *);
3399 };
3400
3401 /*
3402  * move_task - move a task from one runqueue to another runqueue.
3403  * Both runqueues must be locked.
3404  */
3405 static void move_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
3406 {
3407         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
3408         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
3409         activate_task(env->dst_rq, p, 0);
3410         check_preempt_curr(env->dst_rq, p, 0);
3411 }
3412
3413 static int task_numa_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
3414 {
3415         int from_dist, to_dist;
3416         int node = tsk_home_node(p);
3417
3418         if (!sched_feat_numa(NUMA_HOT) || node == -1)
3419                 return 0; /* no node preference */
3420
3421         from_dist = node_distance(cpu_to_node(env->src_cpu), node);
3422         to_dist = node_distance(cpu_to_node(env->dst_cpu), node);
3423
3424         if (to_dist < from_dist)
3425                 return 0; /* getting closer is ok */
3426
3427         return 1; /* stick to where we are */
3428 }
3429
3430 /*
3431  * Is this task likely cache-hot:
3432  */
3433 static int
3434 task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
3435 {
3436         s64 delta;
3437
3438         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
3439                 return 0;
3440
3441         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
3442                 return 0;
3443
3444         /*
3445          * Buddy candidates are cache hot:
3446          */
3447         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && this_rq()->nr_running &&
3448                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
3449                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
3450                 return 1;
3451
3452         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
3453                 return 1;
3454         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
3455                 return 0;
3456
3457         delta = env->src_rq->clock_task - p->se.exec_start;
3458
3459         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
3460 }
3461
3462 /*
3463  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
3464  */
3465 static
3466 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
3467 {
3468         int tsk_cache_hot = 0;
3469         /*
3470          * We do not migrate tasks that are:
3471          * 1) running (obviously), or
3472          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
3473          * 3) are cache-hot on their current CPU.
3474          */
3475         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
3476                 int new_dst_cpu;
3477
3478                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
3479
3480                 /*
3481                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
3482                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
3483                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
3484                  *
3485                  * Also avoid computing new_dst_cpu if we have already computed
3486                  * one in current iteration.
3487                  */
3488                 if (!env->dst_grpmask || (env->flags & LBF_SOME_PINNED))
3489                         return 0;
3490
3491                 new_dst_cpu = cpumask_first_and(env->dst_grpmask,
3492                                                 tsk_cpus_allowed(p));
3493                 if (new_dst_cpu < nr_cpu_ids) {
3494                         env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
3495                         env->new_dst_cpu = new_dst_cpu;
3496                 }
3497                 return 0;
3498         }
3499
3500         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
3501         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
3502
3503         if (task_running(env->src_rq, p)) {
3504                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
3505                 return 0;
3506         }
3507
3508         /*
3509          * Aggressive migration if:
3510          * 1) task is cache cold, or
3511          * 2) too many balance attempts have failed.
3512          */
3513
3514         tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
3515         if (env->idle == CPU_NOT_IDLE)
3516                 tsk_cache_hot |= task_numa_hot(p, env);
3517         if (!tsk_cache_hot ||
3518                 env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
3519 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3520                 if (tsk_cache_hot) {
3521                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
3522                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
3523                 }
3524 #endif
3525                 return 1;
3526         }
3527
3528         if (tsk_cache_hot) {
3529                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
3530                 return 0;
3531         }
3532         return 1;
3533 }
3534
3535 /*
3536  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
3537  * part of active balancing operations within "domain".
3538  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3539  *
3540  * Called with both runqueues locked.
3541  */
3542 static int __move_one_task(struct lb_env *env)
3543 {
3544         struct task_struct *p, *n;
3545
3546         list_for_each_entry_safe(p, n, env->tasks, se.group_node) {
3547                 if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_rq->cpu, env->dst_cpu))
3548                         continue;
3549
3550                 if (!can_migrate_task(p, env))
3551                         continue;
3552
3553                 move_task(p, env);
3554                 /*
3555                  * Right now, this is only the second place move_task()
3556                  * is called, so we can safely collect move_task()
3557                  * stats here rather than inside move_task().
3558                  */
3559                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
3560                 return 1;
3561         }
3562         return 0;
3563 }
3564
3565 static int move_one_task(struct lb_env *env)
3566 {
3567         if (sched_feat_numa(NUMA_PULL)) {
3568                 env->tasks = offnode_tasks(env->src_rq);
3569                 if (__move_one_task(env))
3570                         return 1;
3571         }
3572
3573         env->tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
3574         if (__move_one_task(env))
3575                 return 1;
3576
3577         return 0;
3578 }
3579
3580 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
3581
3582 /*
3583  * move_tasks tries to move up to imbalance weighted load from busiest to
3584  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
3585  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3586  *
3587  * Called with both runqueues locked.
3588  */
3589 static int move_tasks(struct lb_env *env)
3590 {
3591         struct task_struct *p;
3592         unsigned long load;
3593         int pulled = 0;
3594
3595         if (env->imbalance <= 0)
3596                 return 0;
3597
3598 again:
3599         while (!list_empty(env->tasks)) {
3600                 p = list_first_entry(env->tasks, struct task_struct, se.group_node);
3601
3602                 env->loop++;
3603                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
3604                 if (env->loop > env->loop_max)
3605                         break;
3606
3607                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
3608                 if (env->loop > env->loop_break) {
3609                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
3610                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
3611                         goto out;
3612                 }
3613
3614                 if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
3615                         goto next;
3616
3617                 load = task_h_load(p);
3618
3619                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
3620                         goto next;
3621
3622                 if ((load / 2) > env->imbalance)
3623                         goto next;
3624
3625                 if (!can_migrate_task(p, env))
3626                         goto next;
3627
3628                 move_task(p, env);
3629                 pulled++;
3630                 env->imbalance -= load;
3631
3632 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3633                 /*
3634                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
3635                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
3636                  * the critical section.
3637                  */
3638                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
3639                         goto out;
3640 #endif
3641
3642                 /*
3643                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
3644                  * weighted load.
3645                  */
3646                 if (env->imbalance <= 0)
3647                         goto out;
3648
3649                 continue;
3650 next:
3651                 list_move_tail(&p->se.group_node, env->tasks);
3652         }
3653
3654         if (env->tasks == offnode_tasks(env->src_rq)) {
3655                 env->tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
3656                 env->loop = 0;
3657                 goto again;
3658         }
3659
3660 out:
3661         /*
3662          * Right now, this is one of only two places move_task() is called,
3663          * so we can safely collect move_task() stats here rather than
3664          * inside move_task().
3665          */
3666         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], pulled);
3667
3668         return pulled;
3669 }
3670
3671 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3672 /*
3673  * update tg->load_weight by folding this cpu's load_avg
3674  */
3675 static int update_shares_cpu(struct task_group *tg, int cpu)
3676 {
3677         struct cfs_rq *cfs_rq;
3678         unsigned long flags;
3679         struct rq *rq;
3680
3681         if (!tg->se[cpu])
3682                 return 0;
3683
3684         rq = cpu_rq(cpu);
3685         cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
3686
3687         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
3688
3689         update_rq_clock(rq);
3690         update_cfs_load(cfs_rq, 1);
3691
3692         /*
3693          * We need to update shares after updating tg->load_weight in
3694          * order to adjust the weight of groups with long running tasks.
3695          */
3696         update_cfs_shares(cfs_rq);
3697
3698         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
3699
3700         return 0;
3701 }
3702
3703 static void update_shares(int cpu)
3704 {
3705         struct cfs_rq *cfs_rq;
3706         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3707
3708         rcu_read_lock();
3709         /*
3710          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
3711          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
3712          */
3713         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
3714                 /* throttled entities do not contribute to load */
3715                 if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
3716                         continue;
3717
3718                 update_shares_cpu(cfs_rq->tg, cpu);
3719         }
3720         rcu_read_unlock();
3721 }
3722
3723 /*
3724  * Compute the cpu's hierarchical load factor for each task group.
3725  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
3726  * group is a fraction of its parents load.
3727  */
3728 static int tg_load_down(struct task_group *tg, void *data)
3729 {
3730         unsigned long load;
3731         long cpu = (long)data;
3732
3733         if (!tg->parent) {
3734                 load = cpu_rq(cpu)->load.weight;
3735         } else {
3736                 load = tg->parent->cfs_rq[cpu]->h_load;
3737                 load *= tg->se[cpu]->load.weight;
3738                 load /= tg->parent->cfs_rq[cpu]->load.weight + 1;
3739         }
3740
3741         tg->cfs_rq[cpu]->h_load = load;
3742
3743         return 0;
3744 }
3745
3746 static void update_h_load(long cpu)
3747 {
3748         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3749         unsigned long now = jiffies;
3750
3751         if (rq->h_load_throttle == now)
3752                 return;
3753
3754         rq->h_load_throttle = now;
3755
3756         rcu_read_lock();
3757         walk_tg_tree(tg_load_down, tg_nop, (void *)cpu);
3758         rcu_read_unlock();
3759 }
3760
3761 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
3762 {
3763         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
3764         unsigned long load;
3765
3766         load = p->se.load.weight;
3767         load = div_u64(load * cfs_rq->h_load, cfs_rq->load.weight + 1);
3768
3769         return load;
3770 }
3771 #else
3772 static inline void update_shares(int cpu)
3773 {
3774 }
3775
3776 static inline void update_h_load(long cpu)
3777 {
3778 }
3779
3780 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
3781 {
3782         return p->se.load.weight;
3783 }
3784 #endif
3785
3786 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
3787 /*
3788  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
3789  *              during load balancing.
3790  */
3791 struct sd_lb_stats {
3792         struct sched_group *busiest; /* Busiest group in this sd */
3793         struct sched_group *this;  /* Local group in this sd */
3794         unsigned long total_load;  /* Total load of all groups in sd */
3795         unsigned long total_pwr;   /*   Total power of all groups in sd */
3796         unsigned long avg_load;    /* Average load across all groups in sd */
3797
3798         /** Statistics of this group */
3799         unsigned long this_load;
3800         unsigned long this_load_per_task;
3801         unsigned long this_nr_running;
3802         unsigned long this_has_capacity;
3803         unsigned int  this_idle_cpus;
3804
3805         /* Statistics of the busiest group */
3806         unsigned int  busiest_idle_cpus;
3807         unsigned long max_load;
3808         unsigned long busiest_load_per_task;
3809         unsigned long busiest_nr_running;
3810         unsigned long busiest_group_capacity;
3811         unsigned long busiest_has_capacity;
3812         unsigned int  busiest_group_weight;
3813
3814         int group_imb; /* Is there imbalance in this sd */
3815 #ifdef CONFIG_SCHED_NUMA
3816         struct sched_group *numa_group; /* group which has offnode_tasks */
3817         unsigned long numa_group_weight;
3818         unsigned long numa_group_running;
3819 #endif
3820 };
3821
3822 /*
3823  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
3824  */
3825 struct sg_lb_stats {
3826         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
3827         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
3828         unsigned long sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
3829         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
3830         unsigned long group_capacity;
3831         unsigned long idle_cpus;
3832         unsigned long group_weight;
3833         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
3834         int group_has_capacity; /* Is there extra capacity in the group? */
3835 #ifdef CONFIG_SCHED_NUMA
3836         unsigned long numa_weight;
3837         unsigned long numa_running;
3838 #endif
3839 };
3840
3841 /**
3842  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
3843  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
3844  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
3845  */
3846 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
3847                                         enum cpu_idle_type idle)
3848 {
3849         int load_idx;
3850
3851         switch (idle) {
3852         case CPU_NOT_IDLE:
3853                 load_idx = sd->busy_idx;
3854                 break;
3855
3856         case CPU_NEWLY_IDLE:
3857                 load_idx = sd->newidle_idx;
3858                 break;
3859         default:
3860                 load_idx = sd->idle_idx;
3861                 break;
3862         }
3863
3864         return load_idx;
3865 }
3866
3867 #ifdef CONFIG_SCHED_NUMA
3868 static inline void update_sg_numa_stats(struct sg_lb_stats *sgs, struct rq *rq)
3869 {
3870         sgs->numa_weight += rq->offnode_weight;
3871         sgs->numa_running += rq->offnode_running;
3872 }
3873
3874 /*
3875  * Since the offnode lists are indiscriminate (they contain tasks for all other
3876  * nodes) it is impossible to say if there's any task on there that wants to
3877  * move towards the pulling cpu. Therefore select a random offnode list to pull
3878  * from such that eventually we'll try them all.
3879  *
3880  * Select a random group that has offnode tasks as sds->numa_group
3881  */
3882 static inline void update_sd_numa_stats(struct sched_domain *sd,
3883                 struct sched_group *group, struct sd_lb_stats *sds,
3884                 int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3885 {
3886         if (!(sd->flags & SD_NUMA))
3887                 return;
3888
3889         if (local_group)
3890                 return;
3891
3892         if (!sgs->numa_running)
3893                 return;
3894
3895         if (!sds->numa_group || pick_numa_rand(sd->span_weight / group->group_weight)) {
3896                 sds->numa_group = group;
3897                 sds->numa_group_weight = sgs->numa_weight;
3898                 sds->numa_group_running = sgs->numa_running;
3899         }
3900 }
3901
3902 /*
3903  * Pick a random queue from the group that has offnode tasks.
3904  */
3905 static struct rq *find_busiest_numa_queue(struct lb_env *env,
3906                                           struct sched_group *group)
3907 {
3908         struct rq *busiest = NULL, *rq;
3909         int cpu;
3910
3911         for_each_cpu_and(cpu, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
3912                 rq = cpu_rq(cpu);
3913                 if (!rq->offnode_running)
3914                         continue;
3915                 if (!busiest || pick_numa_rand(group->group_weight))
3916                         busiest = rq;
3917         }
3918
3919         return busiest;
3920 }
3921
3922 /*
3923  * Called in case of no other imbalance, if there is a queue running offnode
3924  * tasksk we'll say we're imbalanced anyway to nudge these tasks towards their
3925  * proper node.
3926  */
3927 static inline int check_numa_busiest_group(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
3928 {
3929         if (!sched_feat(NUMA_PULL_BIAS))
3930                 return 0;
3931
3932         if (!sds->numa_group)
3933                 return 0;
3934
3935         env->imbalance = sds->numa_group_weight / sds->numa_group_running;
3936         sds->busiest = sds->numa_group;
3937         env->find_busiest_queue = find_busiest_numa_queue;
3938         return 1;
3939 }
3940
3941 static inline bool need_active_numa_balance(struct lb_env *env)
3942 {
3943         return env->find_busiest_queue == find_busiest_numa_queue &&
3944                         env->src_rq->offnode_running == 1 &&
3945                         env->src_rq->nr_running == 1;
3946 }
3947
3948 #else /* CONFIG_SCHED_NUMA */
3949
3950 static inline void update_sg_numa_stats(struct sg_lb_stats *sgs, struct rq *rq)
3951 {
3952 }
3953
3954 static inline void update_sd_numa_stats(struct sched_domain *sd,
3955                 struct sched_group *group, struct sd_lb_stats *sds,
3956                 int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3957 {
3958 }
3959
3960 static inline int check_numa_busiest_group(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
3961 {
3962         return 0;
3963 }
3964
3965 static inline bool need_active_numa_balance(struct lb_env *env)
3966 {
3967         return false;
3968 }
3969 #endif /* CONFIG_SCHED_NUMA */
3970
3971 unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3972 {
3973         return SCHED_POWER_SCALE;
3974 }
3975
3976 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3977 {
3978         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
3979 }
3980
3981 unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3982 {
3983         unsigned long weight = sd->span_weight;
3984         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
3985
3986         smt_gain /= weight;
3987
3988         return smt_gain;
3989 }
3990
3991 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3992 {
3993         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
3994 }
3995
3996 unsigned long scale_rt_power(int cpu)
3997 {
3998         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3999         u64 total, available, age_stamp, avg;
4000
4001         /*
4002          * Since we're reading these variables without serialization make sure
4003          * we read them once before doing sanity checks on them.
4004          */
4005         age_stamp = ACCESS_ONCE(rq->age_stamp);
4006         avg = ACCESS_ONCE(rq->rt_avg);
4007
4008         total = sched_avg_period() + (rq->clock - age_stamp);
4009
4010         if (unlikely(total < avg)) {
4011                 /* Ensures that power won't end up being negative */
4012                 available = 0;
4013         } else {
4014                 available = total - avg;
4015         }
4016
4017         if (unlikely((s64)total < SCHED_POWER_SCALE))
4018                 total = SCHED_POWER_SCALE;
4019
4020         total >>= SCHED_POWER_SHIFT;
4021
4022         return div_u64(available, total);
4023 }
4024
4025 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4026 {
4027         unsigned long weight = sd->span_weight;
4028         unsigned long power = SCHED_POWER_SCALE;
4029         struct sched_group *sdg = sd->groups;
4030
4031         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
4032                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
4033                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
4034                 else
4035                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
4036
4037                 power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
4038         }
4039
4040         sdg->sgp->power_orig = power;
4041
4042         if (sched_feat(ARCH_POWER))
4043                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
4044         else
4045                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
4046
4047         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
4048
4049         power *= scale_rt_power(cpu);
4050         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
4051
4052         if (!power)
4053                 power = 1;
4054
4055         cpu_rq(cpu)->cpu_power = power;
4056         sdg->sgp->power = power;
4057 }
4058
4059 void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4060 {
4061         struct sched_domain *child = sd->child;
4062         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
4063         unsigned long power;
4064         unsigned long interval;
4065
4066         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
4067         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
4068         sdg->sgp->next_update = jiffies + interval;
4069
4070         if (!child) {
4071                 update_cpu_power(sd, cpu);
4072                 return;
4073         }
4074
4075         power = 0;
4076
4077         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
4078                 /*
4079                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
4080                  * span the current group.
4081                  */
4082
4083                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg))
4084                         power += power_of(cpu);
4085         } else  {
4086                 /*
4087                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
4088                  * span the current group.
4089                  */ 
4090
4091                 group = child->groups;
4092                 do {
4093                         power += group->sgp->power;
4094                         group = group->next;
4095                 } while (group != child->groups);
4096         }
4097
4098         sdg->sgp->power_orig = sdg->sgp->power = power;
4099 }
4100
4101 /*
4102  * Try and fix up capacity for tiny siblings, this is needed when
4103  * things like SD_ASYM_PACKING need f_b_g to select another sibling
4104  * which on its own isn't powerful enough.
4105  *
4106  * See update_sd_pick_busiest() and check_asym_packing().
4107  */
4108 static inline int
4109 fix_small_capacity(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group)
4110 {
4111         /*
4112          * Only siblings can have significantly less than SCHED_POWER_SCALE
4113          */
4114         if (!(sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER))
4115                 return 0;
4116
4117         /*
4118          * If ~90% of the cpu_power is still there, we're good.
4119          */
4120         if (group->sgp->power * 32 > group->sgp->power_orig * 29)
4121                 return 1;
4122
4123         return 0;
4124 }
4125
4126 /**
4127  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
4128  * @env: The load balancing environment.
4129  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
4130  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
4131  * @local_group: Does group contain this_cpu.
4132  * @balance: Should we balance.
4133  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
4134  */
4135 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
4136                         struct sched_group *group, int load_idx,
4137                         int local_group, int *balance, struct sg_lb_stats *sgs)
4138 {
4139         unsigned long nr_running, max_nr_running, min_nr_running;
4140         unsigned long load, max_cpu_load, min_cpu_load;
4141         unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
4142         unsigned long avg_load_per_task = 0;
4143         int i;
4144
4145         if (local_group)
4146                 balance_cpu = group_balance_cpu(group);
4147
4148         /* Tally up the load of all CPUs in the group */
4149         max_cpu_load = 0;
4150         min_cpu_load = ~0UL;
4151         max_nr_running = 0;
4152         min_nr_running = ~0UL;
4153
4154         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
4155                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
4156
4157                 nr_running = rq->nr_running;
4158
4159                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
4160                 if (local_group) {
4161                         if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu &&
4162                                         cpumask_test_cpu(i, sched_group_mask(group))) {
4163                                 first_idle_cpu = 1;
4164                                 balance_cpu = i;
4165                         }
4166
4167                         load = target_load(i, load_idx);
4168                 } else {
4169                         load = source_load(i, load_idx);
4170                         if (load > max_cpu_load)
4171                                 max_cpu_load = load;
4172                         if (min_cpu_load > load)
4173                                 min_cpu_load = load;
4174
4175                         if (nr_running > max_nr_running)
4176                                 max_nr_running = nr_running;
4177                         if (min_nr_running > nr_running)
4178                                 min_nr_running = nr_running;
4179                 }
4180
4181                 sgs->group_load += load;
4182                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
4183                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
4184                 if (idle_cpu(i))
4185                         sgs->idle_cpus++;
4186
4187                 update_sg_numa_stats(sgs, rq);
4188         }
4189
4190         /*
4191          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
4192          * is eligible for doing load balancing at this and above
4193          * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
4194          * to do the newly idle load balance.
4195          */
4196         if (local_group) {
4197                 if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE) {
4198                         if (balance_cpu != env->dst_cpu) {
4199                                 *balance = 0;
4200                                 return;
4201                         }
4202                         update_group_power(env->sd, env->dst_cpu);
4203                 } else if (time_after_eq(jiffies, group->sgp->next_update))
4204                         update_group_power(env->sd, env->dst_cpu);
4205         }
4206
4207         /* Adjust by relative CPU power of the group */
4208         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_POWER_SCALE) / group->sgp->power;
4209
4210         /*
4211          * Consider the group unbalanced when the imbalance is larger
4212          * than the average weight of a task.
4213          *
4214          * APZ: with cgroup the avg task weight can vary wildly and
4215          *      might not be a suitable number - should we keep a
4216          *      normalized nr_running number somewhere that negates
4217          *      the hierarchy?
4218          */
4219         if (sgs->sum_nr_running)
4220                 avg_load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
4221
4222         if ((max_cpu_load - min_cpu_load) >= avg_load_per_task &&
4223             (max_nr_running - min_nr_running) > 1)
4224                 sgs->group_imb = 1;
4225
4226         sgs->group_capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(group->sgp->power,
4227                                                 SCHED_POWER_SCALE);
4228         if (!sgs->group_capacity)
4229                 sgs->group_capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
4230         sgs->group_weight = group->group_weight;
4231
4232         if (sgs->group_capacity > sgs->sum_nr_running)
4233                 sgs->group_has_capacity = 1;
4234 }
4235
4236 /**
4237  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
4238  * @env: The load balancing environment.
4239  * @sds: sched_domain statistics
4240  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
4241  * @sgs: sched_group statistics
4242  *
4243  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
4244  * busiest group.
4245  */
4246 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
4247                                    struct sd_lb_stats *sds,
4248                                    struct sched_group *sg,
4249                                    struct sg_lb_stats *sgs)
4250 {
4251         if (sgs->avg_load <= sds->max_load)
4252                 return false;
4253
4254         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity)
4255                 return true;
4256
4257         if (sgs->group_imb)
4258                 return true;
4259
4260         /*
4261          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
4262          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
4263          * higher than ourself as busy.
4264          */
4265         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && sgs->sum_nr_running &&
4266             env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
4267                 if (!sds->busiest)
4268                         return true;
4269
4270                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
4271                         return true;
4272         }
4273
4274         return false;
4275 }
4276
4277 /**
4278  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
4279  * @env: The load balancing environment.
4280  * @balance: Should we balance.
4281  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
4282  */
4283 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env,
4284                                         int *balance, struct sd_lb_stats *sds)
4285 {
4286         struct sched_domain *child = env->sd->child;
4287         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
4288         struct sg_lb_stats sgs;
4289         int load_idx, prefer_sibling = 0;
4290
4291         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
4292                 prefer_sibling = 1;
4293
4294         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
4295
4296         do {
4297                 int local_group;
4298
4299                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
4300                 memset(&sgs, 0, sizeof(sgs));
4301                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, balance, &sgs);
4302
4303                 if (local_group && !(*balance))
4304                         return;
4305
4306                 sds->total_load += sgs.group_load;
4307                 sds->total_pwr += sg->sgp->power;
4308
4309                 /*
4310                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
4311                  * first, lower the sg capacity to one so that we'll try
4312                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
4313                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
4314                  * these excess tasks, i.e. nr_running < group_capacity. The
4315                  * extra check prevents the case where you always pull from the
4316                  * heaviest group when it is already under-utilized (possible
4317                  * with a large weight task outweighs the tasks on the system).
4318                  */
4319                 if (prefer_sibling && !local_group && sds->this_has_capacity)
4320                         sgs.group_capacity = min(sgs.group_capacity, 1UL);
4321
4322                 if (local_group) {
4323                         sds->this_load = sgs.avg_load;
4324                         sds->this = sg;
4325                         sds->this_nr_running = sgs.sum_nr_running;
4326                         sds->this_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
4327                         sds->this_has_capacity = sgs.group_has_capacity;
4328                         sds->this_idle_cpus = sgs.idle_cpus;
4329                 } else if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, &sgs)) {
4330                         sds->max_load = sgs.avg_load;
4331                         sds->busiest = sg;
4332                         sds->busiest_nr_running = sgs.sum_nr_running;
4333                         sds->busiest_idle_cpus = sgs.idle_cpus;
4334                         sds->busiest_group_capacity = sgs.group_capacity;
4335                         sds->busiest_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
4336                         sds->busiest_has_capacity = sgs.group_has_capacity;
4337                         sds->busiest_group_weight = sgs.group_weight;
4338                         sds->group_imb = sgs.group_imb;
4339                 }
4340
4341                 update_sd_numa_stats(env->sd, sg, sds, local_group, &sgs);
4342
4343                 sg = sg->next;
4344         } while (sg != env->sd->groups);
4345 }
4346
4347 /**
4348  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
4349  *                      sched doman.
4350  *
4351  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
4352  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
4353  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
4354  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
4355  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
4356  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
4357  *
4358  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
4359  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
4360  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
4361  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
4362  * number.
4363  *
4364  * Returns 1 when packing is required and a task should be moved to
4365  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
4366  *
4367  * @env: The load balancing environment.
4368  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
4369  */
4370 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
4371 {
4372         int busiest_cpu;
4373
4374         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
4375                 return 0;
4376
4377         if (!sds->busiest)
4378                 return 0;
4379
4380         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
4381         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
4382                 return 0;
4383
4384         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
4385                 sds->max_load * sds->busiest->sgp->power, SCHED_POWER_SCALE);
4386
4387         return 1;
4388 }
4389
4390 /**
4391  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
4392  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
4393  *                      load balancing.
4394  * @env: The load balancing environment.
4395  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
4396  */
4397 static inline
4398 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
4399 {
4400         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
4401         unsigned int imbn = 2;
4402         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
4403
4404         if (sds->this_nr_running) {
4405                 sds->this_load_per_task /= sds->this_nr_running;
4406                 if (sds->busiest_load_per_task >
4407                                 sds->this_load_per_task)
4408                         imbn = 1;
4409         } else {
4410                 sds->this_load_per_task =
4411                         cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
4412         }
4413
4414         scaled_busy_load_per_task = sds->busiest_load_per_task
4415                                          * SCHED_POWER_SCALE;
4416         scaled_busy_load_per_task /= sds->busiest->sgp->power;
4417
4418         if (sds->max_load - sds->this_load + scaled_busy_load_per_task >=
4419                         (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
4420                 env->imbalance = sds->busiest_load_per_task;
4421                 return;
4422         }
4423
4424         /*
4425          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
4426          * however we may be able to increase total CPU power used by
4427          * moving them.
4428          */
4429
4430         pwr_now += sds->busiest->sgp->power *
4431                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load);
4432         pwr_now += sds->this->sgp->power *
4433                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load);
4434         pwr_now /= SCHED_POWER_SCALE;
4435
4436         /* Amount of load we'd subtract */
4437         tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
4438                 sds->busiest->sgp->power;
4439         if (sds->max_load > tmp)
4440                 pwr_move += sds->busiest->sgp->power *
4441                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load - tmp);
4442
4443         /* Amount of load we'd add */
4444         if (sds->max_load * sds->busiest->sgp->power <
4445                 sds->busiest_load_per_task * SCHED_POWER_SCALE)
4446                 tmp = (sds->max_load * sds->busiest->sgp->power) /
4447                         sds->this->sgp->power;
4448         else
4449                 tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
4450                         sds->this->sgp->power;
4451         pwr_move += sds->this->sgp->power *
4452                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load + tmp);
4453         pwr_move /= SCHED_POWER_SCALE;
4454
4455         /* Move if we gain throughput */
4456         if (pwr_move > pwr_now)
4457                 env->imbalance = sds->busiest_load_per_task;
4458 }
4459
4460 /**
4461  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
4462  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
4463  * @env: load balance environment
4464  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
4465  */
4466 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
4467 {
4468         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
4469
4470         sds->busiest_load_per_task /= sds->busiest_nr_running;
4471         if (sds->group_imb) {
4472                 sds->busiest_load_per_task =
4473                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->avg_load);
4474         }
4475
4476         /*
4477          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
4478          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
4479          * its cpu_power, while calculating max_load..)
4480          */
4481         if (sds->max_load < sds->avg_load) {
4482                 env->imbalance = 0;
4483                 return fix_small_imbalance(env, sds);
4484         }
4485
4486         if (!sds->group_imb) {
4487                 /*
4488                  * Don't want to pull so many tasks that a group would go idle.
4489                  */
4490                 load_above_capacity = (sds->busiest_nr_running -
4491                                                 sds->busiest_group_capacity);
4492
4493                 load_above_capacity *= (SCHED_LOAD_SCALE * SCHED_POWER_SCALE);
4494
4495                 load_above_capacity /= sds->busiest->sgp->power;
4496         }
4497
4498         /*
4499          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
4500          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
4501          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
4502          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
4503          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
4504          * for the minimum possible imbalance.
4505          * Be careful of negative numbers as they'll appear as very large values
4506          * with unsigned longs.
4507          */
4508         max_pull = min(sds->max_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
4509
4510         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
4511         env->imbalance = min(max_pull * sds->busiest->sgp->power,
4512                 (sds->avg_load - sds->this_load) * sds->this->sgp->power)
4513                         / SCHED_POWER_SCALE;
4514
4515         /*
4516          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
4517          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
4518          * a think about bumping its value to force at least one task to be
4519          * moved
4520          */
4521         if (env->imbalance < sds->busiest_load_per_task)
4522                 return fix_small_imbalance(env, sds);
4523
4524 }
4525
4526 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
4527
4528 /**
4529  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
4530  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
4531  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
4532  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
4533  * such a group exists.
4534  *
4535  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
4536  * to restore balance.
4537  *
4538  * @env: The load balancing environment.
4539  * @balance: Pointer to a variable indicating if this_cpu
4540  *      is the appropriate cpu to perform load balancing at this_level.
4541  *
4542  * Returns:     - the busiest group if imbalance exists.
4543  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
4544  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
4545  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
4546  */
4547 static struct sched_group *
4548 find_busiest_group(struct lb_env *env, int *balance)
4549 {
4550         struct sd_lb_stats sds;
4551
4552         memset(&sds, 0, sizeof(sds));
4553
4554         /*
4555          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
4556          * this level.
4557          */
4558         update_sd_lb_stats(env, balance, &sds);
4559
4560         /*
4561          * this_cpu is not the appropriate cpu to perform load balancing at
4562          * this level.
4563          */
4564         if (!(*balance))
4565                 goto ret;
4566
4567         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
4568             check_asym_packing(env, &sds))
4569                 return sds.busiest;
4570
4571         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
4572         if (!sds.busiest || sds.busiest_nr_running == 0)
4573                 goto ret;
4574
4575         sds.avg_load = (SCHED_POWER_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
4576
4577         /*
4578          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
4579          * work because they assumes all things are equal, which typically
4580          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
4581          */
4582         if (sds.group_imb)
4583                 goto force_balance;
4584
4585         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
4586         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && sds.this_has_capacity &&
4587                         !sds.busiest_has_capacity)
4588                 goto force_balance;
4589
4590         /*
4591          * If the local group is more busy than the selected busiest group
4592          * don't try and pull any tasks.
4593          */
4594         if (sds.this_load >= sds.max_load)
4595                 goto ret;
4596
4597         /*
4598          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
4599          * average load.
4600          */
4601         if (sds.this_load >= sds.avg_load)
4602                 goto ret;
4603
4604         if (env->idle == CPU_IDLE) {
4605                 /*
4606                  * This cpu is idle. If the busiest group load doesn't
4607                  * have more tasks than the number of available cpu's and
4608                  * there is no imbalance between this and busiest group
4609                  * wrt to idle cpu's, it is balanced.
4610                  */
4611                 if ((sds.this_idle_cpus <= sds.busiest_idle_cpus + 1) &&
4612                     sds.busiest_nr_running <= sds.busiest_group_weight)
4613                         goto out_balanced;
4614         } else {
4615                 /*
4616                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
4617                  * imbalance_pct to be conservative.
4618                  */
4619                 if (100 * sds.max_load <= env->sd->imbalance_pct * sds.this_load)
4620                         goto out_balanced;
4621         }
4622
4623 force_balance:
4624         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
4625         calculate_imbalance(env, &sds);
4626         return sds.busiest;
4627
4628 out_balanced:
4629         if (check_numa_busiest_group(env, &sds))
4630                 return sds.busiest;
4631
4632 ret:
4633         env->imbalance = 0;
4634         return NULL;
4635 }
4636
4637 /*
4638  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
4639  */
4640 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
4641                                      struct sched_group *group)
4642 {
4643         struct rq *busiest = NULL, *rq;
4644         unsigned long max_load = 0;
4645         int i;
4646
4647         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
4648                 unsigned long power = power_of(i);
4649                 unsigned long capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power,
4650                                                            SCHED_POWER_SCALE);
4651                 unsigned long wl;
4652
4653                 if (!capacity)
4654                         capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
4655
4656                 if (!cpumask_test_cpu(i, env->cpus))
4657                         continue;
4658
4659                 rq = cpu_rq(i);
4660                 wl = weighted_cpuload(i);
4661
4662                 /*
4663                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
4664                  * which is not scaled with the cpu power.
4665                  */
4666                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance)
4667                         continue;
4668
4669                 /*
4670                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
4671                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu power, so that
4672                  * the load can be moved away from the cpu that is potentially
4673                  * running at a lower capacity.
4674                  */
4675                 wl = (wl * SCHED_POWER_SCALE) / power;
4676
4677                 if (wl > max_load) {
4678                         max_load = wl;
4679                         busiest = rq;
4680                 }
4681         }
4682
4683         return busiest;
4684 }
4685
4686 /*
4687  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
4688  * so long as it is large enough.
4689  */
4690 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
4691
4692 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
4693 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
4694
4695 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
4696 {
4697         struct sched_domain *sd = env->sd;
4698
4699         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
4700
4701                 /*
4702                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
4703                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
4704                  * lowest numbered CPUs.
4705                  */
4706                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
4707                         return 1;
4708         }
4709
4710         if (need_active_numa_balance(env))
4711                 return 1;
4712
4713         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
4714 }
4715
4716 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
4717
4718 /*
4719  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
4720  * tasks if there is an imbalance.
4721  */
4722 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
4723                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
4724                         int *balance)
4725 {
4726         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
4727         int lb_iterations, max_lb_iterations;
4728         struct sched_group *group;
4729         struct rq *busiest;
4730         unsigned long flags;
4731         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
4732
4733         struct lb_env env = {
4734                 .sd                 = sd,
4735                 .dst_cpu            = this_cpu,
4736                 .dst_rq             = this_rq,
4737                 .dst_grpmask        = sched_group_cpus(sd->groups),
4738                 .idle               = idle,
4739                 .loop_break         = sched_nr_migrate_break,
4740                 .cpus               = cpus,
4741                 .find_busiest_queue = find_busiest_queue,
4742         };
4743
4744         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
4745         max_lb_iterations = cpumask_weight(env.dst_grpmask);
4746
4747         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
4748
4749 redo:
4750         group = find_busiest_group(&env, balance);
4751
4752         if (*balance == 0)
4753                 goto out_balanced;
4754
4755         if (!group) {
4756                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
4757                 goto out_balanced;
4758         }
4759
4760         busiest = env.find_busiest_queue(&env, group);
4761         if (!busiest) {
4762                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
4763                 goto out_balanced;
4764         }
4765         env.src_rq  = busiest;
4766         env.src_cpu = busiest->cpu;
4767
4768         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
4769
4770         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
4771
4772         ld_moved = 0;
4773         lb_iterations = 1;
4774         if (busiest->nr_running > 1) {
4775                 /*
4776                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
4777                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
4778                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
4779                  * correctly treated as an imbalance.
4780                  */
4781                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
4782                 env.src_cpu   = busiest->cpu;
4783                 env.src_rq    = busiest;
4784                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
4785                 if (sched_feat_numa(NUMA_PULL))
4786                         env.tasks = offnode_tasks(busiest);
4787                 else
4788                         env.tasks = &busiest->cfs_tasks;
4789
4790                 update_h_load(env.src_cpu);
4791 more_balance:
4792                 local_irq_save(flags);
4793                 double_rq_lock(env.dst_rq, busiest);
4794
4795                 /*
4796                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
4797                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
4798                  */
4799                 cur_ld_moved = move_tasks(&env);
4800                 ld_moved += cur_ld_moved;
4801                 double_rq_unlock(env.dst_rq, busiest);
4802                 local_irq_restore(flags);
4803
4804                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
4805                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
4806                         goto more_balance;
4807                 }
4808
4809                 /*
4810                  * some other cpu did the load balance for us.
4811                  */
4812                 if (cur_ld_moved && env.dst_cpu != smp_processor_id())
4813                         resched_cpu(env.dst_cpu);
4814
4815                 /*
4816                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
4817                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
4818                  * where they can run. The upper limit on how many times we
4819                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
4820                  * sched_group.
4821                  *
4822                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
4823                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
4824                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
4825                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
4826                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
4827                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
4828                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
4829                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
4830                  * This however should not happen so much in practice and
4831                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
4832                  * excess load moved.
4833                  */
4834                 if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0 &&
4835                                 lb_iterations++ < max_lb_iterations) {
4836
4837                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
4838                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
4839                         env.flags       &= ~LBF_SOME_PINNED;
4840                         env.loop         = 0;
4841                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
4842                         /*
4843                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
4844                          * need to continue with same src_cpu.
4845                          */
4846                         goto more_balance;
4847                 }
4848
4849                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
4850                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
4851                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
4852                         if (!cpumask_empty(cpus)) {
4853                                 env.loop = 0;
4854                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
4855                                 goto redo;
4856                         }
4857                         goto out_balanced;
4858                 }
4859         }
4860
4861         if (!ld_moved) {
4862                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
4863                 /*
4864                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
4865                  * We do not want newidle balance, which can be very
4866                  * frequent, pollute the failure counter causing
4867                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
4868                  */
4869                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
4870                         sd->nr_balance_failed++;
4871
4872                 if (need_active_balance(&env)) {
4873                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
4874
4875                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
4876                          * if the curr task on busiest cpu can't be
4877                          * moved to this_cpu
4878                          */
4879                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
4880                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
4881                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
4882                                                             flags);
4883                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
4884                                 goto out_one_pinned;
4885                         }
4886
4887                         /*
4888                          * ->active_balance synchronizes accesses to
4889                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
4890                          * only after active load balance is finished.
4891                          */
4892                         if (!busiest->active_balance) {
4893                                 busiest->active_balance = 1;
4894                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
4895                                 active_balance = 1;
4896                         }
4897                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
4898
4899                         if (active_balance) {
4900                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
4901                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
4902                                         &busiest->active_balance_work);
4903                         }
4904
4905                         /*
4906                          * We've kicked active balancing, reset the failure
4907                          * counter.
4908                          */
4909                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
4910                 }
4911         } else
4912                 sd->nr_balance_failed = 0;
4913
4914         if (likely(!active_balance)) {
4915                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
4916                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
4917         } else {
4918                 /*
4919                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
4920                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
4921                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
4922                  * move_tasks).
4923                  */
4924                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
4925                         sd->balance_interval *= 2;
4926         }
4927
4928         goto out;
4929
4930 out_balanced:
4931         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
4932
4933         sd->nr_balance_failed = 0;
4934
4935 out_one_pinned:
4936         /* tune up the balancing interval */
4937         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
4938                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
4939                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
4940                 sd->balance_interval *= 2;
4941
4942         ld_moved = 0;
4943 out:
4944         return ld_moved;
4945 }
4946
4947 /*
4948  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
4949  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
4950  */
4951 void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
4952 {
4953         struct sched_domain *sd;
4954         int pulled_task = 0;
4955         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
4956
4957         this_rq->idle_stamp = this_rq->clock;
4958
4959         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
4960                 return;
4961
4962         /*
4963          * Drop the rq->lock, but keep IRQ/preempt disabled.
4964          */
4965         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
4966
4967         update_shares(this_cpu);
4968         rcu_read_lock();
4969         for_each_domain(this_cpu, sd) {
4970                 unsigned long interval;
4971                 int balance = 1;
4972
4973                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4974                         continue;
4975
4976                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
4977                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
4978                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
4979                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE, &balance);
4980                 }
4981
4982                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
4983                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
4984                         next_balance = sd->last_balance + interval;
4985                 if (pulled_task) {
4986                         this_rq->idle_stamp = 0;
4987                         break;
4988                 }
4989         }
4990         rcu_read_unlock();
4991
4992         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
4993
4994         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
4995                 /*
4996                  * We are going idle. next_balance may be set based on
4997                  * a busy processor. So reset next_balance.
4998                  */
4999                 this_rq->next_balance = next_balance;
5000         }
5001 }
5002
5003 /*
5004  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
5005  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
5006  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
5007  * avoids physical / logical imbalances.
5008  */
5009 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
5010 {
5011         struct rq *busiest_rq = data;
5012         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
5013         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
5014         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
5015         struct sched_domain *sd;
5016
5017         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
5018
5019         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
5020         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
5021                      !busiest_rq->active_balance))
5022                 goto out_unlock;
5023
5024         /* Is there any task to move? */
5025         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
5026                 goto out_unlock;
5027
5028         /*
5029          * This condition is "impossible", if it occurs
5030          * we need to fix it. Originally reported by
5031          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
5032          */
5033         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
5034
5035         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
5036         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
5037
5038         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
5039         rcu_read_lock();
5040         for_each_domain(target_cpu, sd) {
5041                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
5042                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
5043                                 break;
5044         }
5045
5046         if (likely(sd)) {
5047                 struct lb_env env = {
5048                         .sd             = sd,
5049                         .dst_cpu        = target_cpu,
5050                         .dst_rq         = target_rq,
5051                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
5052                         .src_rq         = busiest_rq,
5053                         .idle           = CPU_IDLE,
5054                 };
5055
5056                 schedstat_inc(sd, alb_count);
5057
5058                 if (move_one_task(&env))
5059                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
5060                 else
5061                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
5062         }
5063         rcu_read_unlock();
5064         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
5065 out_unlock:
5066         busiest_rq->active_balance = 0;
5067         raw_spin_unlock_irq(&busiest_rq->lock);
5068         return 0;
5069 }
5070
5071 #ifdef CONFIG_NO_HZ
5072 /*
5073  * idle load balancing details
5074  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
5075  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
5076  *   load balancing for all the idle CPUs.
5077  */
5078 static struct {
5079         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
5080         atomic_t nr_cpus;
5081         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
5082 } nohz ____cacheline_aligned;
5083
5084 static inline int find_new_ilb(int call_cpu)
5085 {
5086         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
5087
5088         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
5089                 return ilb;
5090
5091         return nr_cpu_ids;
5092 }
5093
5094 /*
5095  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
5096  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
5097  * CPU (if there is one).
5098  */
5099 static void nohz_balancer_kick(int cpu)
5100 {
5101         int ilb_cpu;
5102
5103         nohz.next_balance++;
5104
5105         ilb_cpu = find_new_ilb(cpu);
5106
5107         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
5108                 return;
5109
5110         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
5111                 return;
5112         /*
5113          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
5114          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
5115          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
5116          * will be run before returning from the IPI.
5117          */
5118         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
5119         return;
5120 }
5121
5122 static inline void nohz_balance_exit_idle(int cpu)
5123 {
5124         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
5125                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
5126                 atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
5127                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
5128         }
5129 }
5130
5131 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
5132 {
5133         struct sched_domain *sd;
5134         int cpu = smp_processor_id();
5135
5136         if (!test_bit(NOHZ_IDLE, nohz_flags(cpu)))
5137                 return;
5138         clear_bit(NOHZ_IDLE, nohz_flags(cpu));
5139
5140         rcu_read_lock();
5141         for_each_domain(cpu, sd)
5142                 atomic_inc(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
5143         rcu_read_unlock();
5144 }
5145
5146 void set_cpu_sd_state_idle(void)
5147 {
5148         struct sched_domain *sd;
5149         int cpu = smp_processor_id();
5150
5151         if (test_bit(NOHZ_IDLE, nohz_flags(cpu)))
5152                 return;
5153         set_bit(NOHZ_IDLE, nohz_flags(cpu));
5154
5155         rcu_read_lock();
5156         for_each_domain(cpu, sd)
5157                 atomic_dec(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
5158         rcu_read_unlock();
5159 }
5160
5161 /*
5162  * This routine will record that the cpu is going idle with tick stopped.
5163  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
5164  */
5165 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
5166 {
5167         /*
5168          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
5169          */
5170         if (!cpu_active(cpu))
5171                 return;
5172
5173         if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
5174                 return;
5175
5176         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
5177         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
5178         set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
5179 }
5180
5181 static int __cpuinit sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
5182                                         unsigned long action, void *hcpu)
5183 {
5184         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5185         case CPU_DYING:
5186                 nohz_balance_exit_idle(smp_processor_id());
5187                 return NOTIFY_OK;
5188         default:
5189                 return NOTIFY_DONE;
5190         }
5191 }
5192 #endif
5193
5194 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
5195
5196 /*
5197  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
5198  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
5199  */
5200 void update_max_interval(void)
5201 {
5202         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
5203 }
5204
5205 /*
5206  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
5207  * and initiates a balancing operation if so.
5208  *
5209  * Balancing parameters are set up in arch_init_sched_domains.
5210  */
5211 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
5212 {
5213         int balance = 1;
5214         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5215         unsigned long interval;
5216         struct sched_domain *sd;
5217         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
5218         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
5219         int update_next_balance = 0;
5220         int need_serialize;
5221
5222         update_shares(cpu);
5223
5224         rcu_read_lock();
5225         for_each_domain(cpu, sd) {
5226                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
5227                         continue;
5228
5229                 interval = sd->balance_interval;
5230                 if (idle != CPU_IDLE)
5231                         interval *= sd->busy_factor;
5232
5233                 /* scale ms to jiffies */
5234                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
5235                 interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
5236
5237                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
5238
5239                 if (need_serialize) {
5240                         if (!spin_trylock(&balancing))
5241                                 goto out;
5242                 }
5243
5244                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
5245                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &balance)) {
5246                                 /*
5247                                  * We've pulled tasks over so either we're no
5248                                  * longer idle.
5249                                  */
5250                                 idle = CPU_NOT_IDLE;
5251                         }
5252                         sd->last_balance = jiffies;
5253                 }
5254                 if (need_serialize)
5255                         spin_unlock(&balancing);
5256 out:
5257                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
5258                         next_balance = sd->last_balance + interval;
5259                         update_next_balance = 1;
5260                 }
5261
5262                 /*
5263                  * Stop the load balance at this level. There is another
5264                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
5265                  * actively.
5266                  */
5267                 if (!balance)
5268                         break;
5269         }
5270         rcu_read_unlock();
5271
5272         /*
5273          * next_balance will be updated only when there is a need.
5274          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
5275          * updated.
5276          */
5277         if (likely(update_next_balance))
5278                 rq->next_balance = next_balance;
5279 }
5280
5281 #ifdef CONFIG_NO_HZ
5282 /*
5283  * In CONFIG_NO_HZ case, the idle balance kickee will do the
5284  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
5285  */
5286 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle)
5287 {
5288         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
5289         struct rq *rq;
5290         int balance_cpu;
5291
5292         if (idle != CPU_IDLE ||
5293             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
5294                 goto end;
5295
5296         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
5297                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
5298                         continue;
5299
5300                 /*
5301                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
5302                  * work being done for other cpus. Next load
5303                  * balancing owner will pick it up.
5304                  */
5305                 if (need_resched())
5306                         break;
5307
5308                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
5309
5310                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
5311                 update_rq_clock(rq);
5312                 update_idle_cpu_load(rq);
5313                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
5314
5315                 rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
5316
5317                 if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
5318                         this_rq->next_balance = rq->next_balance;
5319         }
5320         nohz.next_balance = this_rq->next_balance;
5321 end:
5322         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
5323 }
5324
5325 /*
5326  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
5327  * of an idle cpu is the system.
5328  *   - This rq has more than one task.
5329  *   - At any scheduler domain level, this cpu's scheduler group has multiple
5330  *     busy cpu's exceeding the group's power.
5331  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
5332  *     domain span are idle.
5333  */
5334 static inline int nohz_kick_needed(struct rq *rq, int cpu)
5335 {
5336         unsigned long now = jiffies;
5337         struct sched_domain *sd;
5338
5339         if (unlikely(idle_cpu(cpu)))
5340                 return 0;
5341
5342        /*
5343         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
5344         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
5345         */
5346         set_cpu_sd_state_busy();
5347         nohz_balance_exit_idle(cpu);
5348
5349         /*
5350          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
5351          * balancing.
5352          */
5353         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
5354                 return 0;
5355
5356         if (time_before(now, nohz.next_balance))
5357                 return 0;
5358
5359         if (rq->nr_running >= 2)
5360                 goto need_kick;
5361
5362         rcu_read_lock();
5363         for_each_domain(cpu, sd) {
5364                 struct sched_group *sg = sd->groups;
5365                 struct sched_group_power *sgp = sg->sgp;
5366                 int nr_busy = atomic_read(&sgp->nr_busy_cpus);
5367
5368                 if (sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES && nr_busy > 1)
5369                         goto need_kick_unlock;
5370
5371                 if (sd->flags & SD_ASYM_PACKING && nr_busy != sg->group_weight
5372                     && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
5373                                           sched_domain_span(sd)) < cpu))
5374                         goto need_kick_unlock;
5375
5376                 if (!(sd->flags & (SD_SHARE_PKG_RESOURCES | SD_ASYM_PACKING)))
5377                         break;
5378         }
5379         rcu_read_unlock();
5380         return 0;
5381
5382 need_kick_unlock:
5383         rcu_read_unlock();
5384 need_kick:
5385         return 1;
5386 }
5387 #else
5388 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle) { }
5389 #endif
5390
5391 /*
5392  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
5393  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
5394  */
5395 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
5396 {
5397         int this_cpu = smp_processor_id();
5398         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
5399         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
5400                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
5401
5402         rebalance_domains(this_cpu, idle);
5403
5404         /*
5405          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
5406          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
5407          * stopped.
5408          */
5409         nohz_idle_balance(this_cpu, idle);
5410 }
5411
5412 static inline int on_null_domain(int cpu)
5413 {
5414         return !rcu_dereference_sched(cpu_rq(cpu)->sd);
5415 }
5416
5417 /*
5418  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
5419  */
5420 void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
5421 {
5422         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
5423         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
5424             likely(!on_null_domain(cpu)))
5425                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
5426 #ifdef CONFIG_NO_HZ
5427         if (nohz_kick_needed(rq, cpu) && likely(!on_null_domain(cpu)))
5428                 nohz_balancer_kick(cpu);
5429 #endif
5430 }
5431
5432 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
5433 {
5434         update_sysctl();
5435 }
5436
5437 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
5438 {
5439         update_sysctl();
5440
5441         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
5442         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
5443 }
5444
5445 #endif /* CONFIG_SMP */
5446
5447 /*
5448  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
5449  */
5450 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
5451 {
5452         struct cfs_rq *cfs_rq;
5453         struct sched_entity *se = &curr->se;
5454
5455         for_each_sched_entity(se) {
5456                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5457                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
5458         }
5459
5460         if (sched_feat_numa(NUMA))
5461                 task_tick_numa(rq, curr);
5462 }
5463
5464 /*
5465  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
5466  *  - child not yet on the tasklist
5467  *  - preemption disabled
5468  */
5469 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
5470 {
5471         struct cfs_rq *cfs_rq;
5472         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
5473         int this_cpu = smp_processor_id();
5474         struct rq *rq = this_rq();
5475         unsigned long flags;
5476
5477         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5478
5479         update_rq_clock(rq);
5480
5481         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
5482         curr = cfs_rq->curr;
5483
5484         if (unlikely(task_cpu(p) != this_cpu)) {
5485                 rcu_read_lock();
5486                 __set_task_cpu(p, this_cpu);
5487                 rcu_read_unlock();
5488         }
5489
5490         update_curr(cfs_rq);
5491
5492         if (curr)
5493                 se->vruntime = curr->vruntime;
5494         place_entity(cfs_rq, se, 1);
5495
5496         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
5497                 /*
5498                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
5499                  * 'current' within the tree based on its new key value.
5500                  */
5501                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
5502                 resched_task(rq->curr);
5503         }
5504
5505         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
5506
5507         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5508 }
5509
5510 /*
5511  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
5512  * the current task.
5513  */
5514 static void
5515 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
5516 {
5517         if (!p->se.on_rq)
5518                 return;
5519
5520         /*
5521          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
5522          * our priority decreased, or if we are not currently running on
5523          * this runqueue and our priority is higher than the current's
5524          */
5525         if (rq->curr == p) {
5526                 if (p->prio > oldprio)
5527                         resched_task(rq->curr);
5528         } else
5529                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
5530 }
5531
5532 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5533 {
5534         struct sched_entity *se = &p->se;
5535         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5536
5537         /*
5538          * Ensure the task's vruntime is normalized, so that when its
5539          * switched back to the fair class the enqueue_entity(.flags=0) will
5540          * do the right thing.
5541          *
5542          * If it was on_rq, then the dequeue_entity(.flags=0) will already
5543          * have normalized the vruntime, if it was !on_rq, then only when
5544          * the task is sleeping will it still have non-normalized vruntime.
5545          */
5546         if (!se->on_rq && p->state != TASK_RUNNING) {
5547                 /*
5548                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
5549                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
5550                  */
5551                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
5552                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
5553         }
5554 }
5555
5556 /*
5557  * We switched to the sched_fair class.
5558  */
5559 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5560 {
5561         if (!p->se.on_rq)
5562                 return;
5563
5564         /*
5565          * We were most likely switched from sched_rt, so
5566          * kick off the schedule if running, otherwise just see
5567          * if we can still preempt the current task.
5568          */
5569         if (rq->curr == p)
5570                 resched_task(rq->curr);
5571         else
5572                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
5573 }
5574
5575 /* Account for a task changing its policy or group.
5576  *
5577  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
5578  * migrates between groups/classes.
5579  */
5580 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
5581 {
5582         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
5583
5584         for_each_sched_entity(se) {
5585                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5586
5587                 set_next_entity(cfs_rq, se);
5588                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
5589                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
5590         }
5591 }
5592
5593 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
5594 {
5595         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
5596         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
5597 #ifndef CONFIG_64BIT
5598         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
5599 #endif
5600 }
5601
5602 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5603 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p, int on_rq)
5604 {
5605         /*
5606          * If the task was not on the rq at the time of this cgroup movement
5607          * it must have been asleep, sleeping tasks keep their ->vruntime
5608          * absolute on their old rq until wakeup (needed for the fair sleeper
5609          * bonus in place_entity()).
5610          *
5611          * If it was on the rq, we've just 'preempted' it, which does convert
5612          * ->vruntime to a relative base.
5613          *
5614          * Make sure both cases convert their relative position when migrating
5615          * to another cgroup's rq. This does somewhat interfere with the
5616          * fair sleeper stuff for the first placement, but who cares.
5617          */
5618         /*
5619          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
5620          * But there are some cases where it has already been normalized:
5621          *
5622          * - Moving a forked child which is waiting for being woken up by
5623          *   wake_up_new_task().
5624          * - Moving a task which has been woken up by try_to_wake_up() and
5625          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
5626          *
5627          * To prevent boost or penalty in the new cfs_rq caused by delta
5628          * min_vruntime between the two cfs_rqs, we skip vruntime adjustment.
5629          */
5630         if (!on_rq && (!p->se.sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING))
5631                 on_rq = 1;
5632
5633         if (!on_rq)
5634                 p->se.vruntime -= cfs_rq_of(&p->se)->min_vruntime;
5635         set_task_rq(p, task_cpu(p));
5636         if (!on_rq)
5637                 p->se.vruntime += cfs_rq_of(&p->se)->min_vruntime;
5638 }
5639
5640 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
5641 {
5642         int i;
5643
5644         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
5645
5646         for_each_possible_cpu(i) {
5647                 if (tg->cfs_rq)
5648                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
5649                 if (tg->se)
5650                         kfree(tg->se[i]);
5651         }
5652
5653         kfree(tg->cfs_rq);
5654         kfree(tg->se);
5655 }
5656
5657 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
5658 {
5659         struct cfs_rq *cfs_rq;
5660         struct sched_entity *se;
5661         int i;
5662
5663         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
5664         if (!tg->cfs_rq)
5665                 goto err;
5666         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
5667         if (!tg->se)
5668                 goto err;
5669
5670         tg->shares = NICE_0_LOAD;
5671
5672         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
5673
5674         for_each_possible_cpu(i) {
5675                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
5676                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
5677                 if (!cfs_rq)
5678                         goto err;
5679
5680                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
5681                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
5682                 if (!se)
5683                         goto err_free_rq;
5684
5685                 init_cfs_rq(cfs_rq);
5686                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
5687         }
5688
5689         return 1;
5690
5691 err_free_rq:
5692         kfree(cfs_rq);
5693 err:
5694         return 0;
5695 }
5696
5697 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
5698 {
5699         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5700         unsigned long flags;
5701
5702         /*
5703         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
5704         * check on_list without danger of it being re-added.
5705         */
5706         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
5707                 return;
5708
5709         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5710         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
5711         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5712 }
5713
5714 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
5715                         struct sched_entity *se, int cpu,
5716                         struct sched_entity *parent)
5717 {
5718         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5719
5720         cfs_rq->tg = tg;
5721         cfs_rq->rq = rq;
5722 #ifdef CONFIG_SMP
5723         /* allow initial update_cfs_load() to truncate */
5724         cfs_rq->load_stamp = 1;
5725 #endif
5726         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
5727
5728         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
5729         tg->se[cpu] = se;
5730
5731         /* se could be NULL for root_task_group */
5732         if (!se)
5733                 return;
5734
5735         if (!parent)
5736                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
5737         else
5738                 se->cfs_rq = parent->my_q;
5739
5740         se->my_q = cfs_rq;
5741         update_load_set(&se->load, 0);
5742         se->parent = parent;
5743 }
5744
5745 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
5746
5747 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
5748 {
5749         int i;
5750         unsigned long flags;
5751
5752         /*
5753          * We can't change the weight of the root cgroup.
5754          */
5755         if (!tg->se[0])
5756                 return -EINVAL;
5757
5758         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
5759
5760         mutex_lock(&shares_mutex);
5761         if (tg->shares == shares)
5762                 goto done;
5763
5764         tg->shares = shares;
5765         for_each_possible_cpu(i) {
5766                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
5767                 struct sched_entity *se;
5768
5769                 se = tg->se[i];
5770                 /* Propagate contribution to hierarchy */
5771                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5772                 for_each_sched_entity(se)
5773                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
5774                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5775         }
5776
5777 done:
5778         mutex_unlock(&shares_mutex);
5779         return 0;
5780 }
5781 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
5782
5783 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
5784
5785 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
5786 {
5787         return 1;
5788 }
5789
5790 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
5791
5792 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
5793
5794
5795 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
5796 {
5797         struct sched_entity *se = &task->se;
5798         unsigned int rr_interval = 0;
5799
5800         /*
5801          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
5802          * idle runqueue:
5803          */
5804         if (rq->cfs.load.weight)
5805                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(&rq->cfs, se));
5806
5807         return rr_interval;
5808 }
5809
5810 /*
5811  * All the scheduling class methods:
5812  */
5813 const struct sched_class fair_sched_class = {
5814         .next                   = &idle_sched_class,
5815         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
5816         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
5817         .yield_task             = yield_task_fair,
5818         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
5819
5820         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
5821
5822         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
5823         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
5824
5825 #ifdef CONFIG_SMP
5826         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
5827
5828         .rq_online              = rq_online_fair,
5829         .rq_offline             = rq_offline_fair,
5830
5831         .task_waking            = task_waking_fair,
5832 #endif
5833
5834         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
5835         .task_tick              = task_tick_fair,
5836         .task_fork              = task_fork_fair,
5837
5838         .prio_changed           = prio_changed_fair,
5839         .switched_from          = switched_from_fair,
5840         .switched_to            = switched_to_fair,
5841
5842         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
5843
5844 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5845         .task_move_group        = task_move_group_fair,
5846 #endif
5847 };
5848
5849 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5850 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
5851 {
5852         struct cfs_rq *cfs_rq;
5853
5854         rcu_read_lock();
5855         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
5856                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
5857         rcu_read_unlock();
5858 }
5859 #endif
5860
5861 __init void init_sched_fair_class(void)
5862 {
5863 #ifdef CONFIG_SMP
5864         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
5865
5866 #ifdef CONFIG_NO_HZ
5867         nohz.next_balance = jiffies;
5868         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
5869         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
5870 #endif
5871 #endif /* SMP */
5872
5873 }