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