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