sched/numa: Track NUMA hinting faults on per-node basis
[firefly-linux-kernel-4.4.55.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  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
822  * calculated based on the tasks virtual memory size and
823  * numa_balancing_scan_size.
824  */
825 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
826 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
827 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_reset = 60000;
828
829 /* Portion of address space to scan in MB */
830 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
831
832 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
833 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
834
835 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
836 {
837         unsigned long rss = 0;
838         unsigned long nr_scan_pages;
839
840         /*
841          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
842          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
843          * on resident pages
844          */
845         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
846         rss = get_mm_rss(p->mm);
847         if (!rss)
848                 rss = nr_scan_pages;
849
850         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
851         return rss / nr_scan_pages;
852 }
853
854 /* For sanitys sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
855 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
856
857 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
858 {
859         unsigned int scan, floor;
860         unsigned int windows = 1;
861
862         if (sysctl_numa_balancing_scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
863                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / sysctl_numa_balancing_scan_size;
864         floor = 1000 / windows;
865
866         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
867         return max_t(unsigned int, floor, scan);
868 }
869
870 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
871 {
872         unsigned int smin = task_scan_min(p);
873         unsigned int smax;
874
875         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
876         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
877         return max(smin, smax);
878 }
879
880 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
881 {
882         int seq;
883
884         if (!p->mm)     /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
885                 return;
886         seq = ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
887         if (p->numa_scan_seq == seq)
888                 return;
889         p->numa_scan_seq = seq;
890         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
891
892         /* FIXME: Scheduling placement policy hints go here */
893 }
894
895 /*
896  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
897  */
898 void task_numa_fault(int node, int pages, bool migrated)
899 {
900         struct task_struct *p = current;
901
902         if (!numabalancing_enabled)
903                 return;
904
905         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
906         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
907                 int size = sizeof(*p->numa_faults) * nr_node_ids;
908
909                 p->numa_faults = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
910                 if (!p->numa_faults)
911                         return;
912         }
913
914         /*
915          * If pages are properly placed (did not migrate) then scan slower.
916          * This is reset periodically in case of phase changes
917          */
918         if (!migrated) {
919                 /* Initialise if necessary */
920                 if (!p->numa_scan_period_max)
921                         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
922
923                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
924                         p->numa_scan_period + 10);
925         }
926
927         task_numa_placement(p);
928
929         p->numa_faults[node] += pages;
930 }
931
932 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
933 {
934         ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq)++;
935         p->mm->numa_scan_offset = 0;
936 }
937
938 /*
939  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
940  * Triggered from task_tick_numa().
941  */
942 void task_numa_work(struct callback_head *work)
943 {
944         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
945         struct task_struct *p = current;
946         struct mm_struct *mm = p->mm;
947         struct vm_area_struct *vma;
948         unsigned long start, end;
949         unsigned long nr_pte_updates = 0;
950         long pages;
951
952         WARN_ON_ONCE(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
953
954         work->next = work; /* protect against double add */
955         /*
956          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
957          *
958          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
959          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
960          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
961          * work.
962          */
963         if (p->flags & PF_EXITING)
964                 return;
965
966         if (!mm->numa_next_reset || !mm->numa_next_scan) {
967                 mm->numa_next_scan = now +
968                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
969                 mm->numa_next_reset = now +
970                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_period_reset);
971         }
972
973         /*
974          * Reset the scan period if enough time has gone by. Objective is that
975          * scanning will be reduced if pages are properly placed. As tasks
976          * can enter different phases this needs to be re-examined. Lacking
977          * proper tracking of reference behaviour, this blunt hammer is used.
978          */
979         migrate = mm->numa_next_reset;
980         if (time_after(now, migrate)) {
981                 p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
982                 next_scan = now + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_period_reset);
983                 xchg(&mm->numa_next_reset, next_scan);
984         }
985
986         /*
987          * Enforce maximal scan/migration frequency..
988          */
989         migrate = mm->numa_next_scan;
990         if (time_before(now, migrate))
991                 return;
992
993         if (p->numa_scan_period == 0) {
994                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
995                 p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
996         }
997
998         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
999         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
1000                 return;
1001
1002         /*
1003          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
1004          * the next time around.
1005          */
1006         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
1007
1008         start = mm->numa_scan_offset;
1009         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
1010         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
1011         if (!pages)
1012                 return;
1013
1014         down_read(&mm->mmap_sem);
1015         vma = find_vma(mm, start);
1016         if (!vma) {
1017                 reset_ptenuma_scan(p);
1018                 start = 0;
1019                 vma = mm->mmap;
1020         }
1021         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
1022                 if (!vma_migratable(vma))
1023                         continue;
1024
1025                 /* Skip small VMAs. They are not likely to be of relevance */
1026                 if (vma->vm_end - vma->vm_start < HPAGE_SIZE)
1027                         continue;
1028
1029                 do {
1030                         start = max(start, vma->vm_start);
1031                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
1032                         end = min(end, vma->vm_end);
1033                         nr_pte_updates += change_prot_numa(vma, start, end);
1034
1035                         /*
1036                          * Scan sysctl_numa_balancing_scan_size but ensure that
1037                          * at least one PTE is updated so that unused virtual
1038                          * address space is quickly skipped.
1039                          */
1040                         if (nr_pte_updates)
1041                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
1042
1043                         start = end;
1044                         if (pages <= 0)
1045                                 goto out;
1046                 } while (end != vma->vm_end);
1047         }
1048
1049 out:
1050         /*
1051          * If the whole process was scanned without updates then no NUMA
1052          * hinting faults are being recorded and scan rate should be lower.
1053          */
1054         if (mm->numa_scan_offset == 0 && !nr_pte_updates) {
1055                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1056                         p->numa_scan_period << 1);
1057
1058                 next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1059                 mm->numa_next_scan = next_scan;
1060         }
1061
1062         /*
1063          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
1064          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
1065          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
1066          * scanner to the start so check it now.
1067          */
1068         if (vma)
1069                 mm->numa_scan_offset = start;
1070         else
1071                 reset_ptenuma_scan(p);
1072         up_read(&mm->mmap_sem);
1073 }
1074
1075 /*
1076  * Drive the periodic memory faults..
1077  */
1078 void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1079 {
1080         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
1081         u64 period, now;
1082
1083         /*
1084          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
1085          */
1086         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
1087                 return;
1088
1089         /*
1090          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
1091          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
1092          * task needs to have done some actual work before we bother with
1093          * NUMA placement.
1094          */
1095         now = curr->se.sum_exec_runtime;
1096         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
1097
1098         if (now - curr->node_stamp > period) {
1099                 if (!curr->node_stamp)
1100                         curr->numa_scan_period = task_scan_min(curr);
1101                 curr->node_stamp += period;
1102
1103                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
1104                         init_task_work(work, task_numa_work); /* TODO: move this into sched_fork() */
1105                         task_work_add(curr, work, true);
1106                 }
1107         }
1108 }
1109 #else
1110 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1111 {
1112 }
1113 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1114
1115 static void
1116 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1117 {
1118         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
1119         if (!parent_entity(se))
1120                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
1121 #ifdef CONFIG_SMP
1122         if (entity_is_task(se))
1123                 list_add(&se->group_node, &rq_of(cfs_rq)->cfs_tasks);
1124 #endif
1125         cfs_rq->nr_running++;
1126 }
1127
1128 static void
1129 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1130 {
1131         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
1132         if (!parent_entity(se))
1133                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
1134         if (entity_is_task(se))
1135                 list_del_init(&se->group_node);
1136         cfs_rq->nr_running--;
1137 }
1138
1139 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1140 # ifdef CONFIG_SMP
1141 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
1142 {
1143         long tg_weight;
1144
1145         /*
1146          * Use this CPU's actual weight instead of the last load_contribution
1147          * to gain a more accurate current total weight. See
1148          * update_cfs_rq_load_contribution().
1149          */
1150         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
1151         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_contrib;
1152         tg_weight += cfs_rq->load.weight;
1153
1154         return tg_weight;
1155 }
1156
1157 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
1158 {
1159         long tg_weight, load, shares;
1160
1161         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
1162         load = cfs_rq->load.weight;
1163
1164         shares = (tg->shares * load);
1165         if (tg_weight)
1166                 shares /= tg_weight;
1167
1168         if (shares < MIN_SHARES)
1169                 shares = MIN_SHARES;
1170         if (shares > tg->shares)
1171                 shares = tg->shares;
1172
1173         return shares;
1174 }
1175 # else /* CONFIG_SMP */
1176 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
1177 {
1178         return tg->shares;
1179 }
1180 # endif /* CONFIG_SMP */
1181 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
1182                             unsigned long weight)
1183 {
1184         if (se->on_rq) {
1185                 /* commit outstanding execution time */
1186                 if (cfs_rq->curr == se)
1187                         update_curr(cfs_rq);
1188                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
1189         }
1190
1191         update_load_set(&se->load, weight);
1192
1193         if (se->on_rq)
1194                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
1195 }
1196
1197 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
1198
1199 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
1200 {
1201         struct task_group *tg;
1202         struct sched_entity *se;
1203         long shares;
1204
1205         tg = cfs_rq->tg;
1206         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
1207         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
1208                 return;
1209 #ifndef CONFIG_SMP
1210         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
1211                 return;
1212 #endif
1213         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
1214
1215         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
1216 }
1217 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
1218 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
1219 {
1220 }
1221 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
1222
1223 #ifdef CONFIG_SMP
1224 /*
1225  * We choose a half-life close to 1 scheduling period.
1226  * Note: The tables below are dependent on this value.
1227  */
1228 #define LOAD_AVG_PERIOD 32
1229 #define LOAD_AVG_MAX 47742 /* maximum possible load avg */
1230 #define LOAD_AVG_MAX_N 345 /* number of full periods to produce LOAD_MAX_AVG */
1231
1232 /* Precomputed fixed inverse multiplies for multiplication by y^n */
1233 static const u32 runnable_avg_yN_inv[] = {
1234         0xffffffff, 0xfa83b2da, 0xf5257d14, 0xefe4b99a, 0xeac0c6e6, 0xe5b906e6,
1235         0xe0ccdeeb, 0xdbfbb796, 0xd744fcc9, 0xd2a81d91, 0xce248c14, 0xc9b9bd85,
1236         0xc5672a10, 0xc12c4cc9, 0xbd08a39e, 0xb8fbaf46, 0xb504f333, 0xb123f581,
1237         0xad583ee9, 0xa9a15ab4, 0xa5fed6a9, 0xa2704302, 0x9ef5325f, 0x9b8d39b9,
1238         0x9837f050, 0x94f4efa8, 0x91c3d373, 0x8ea4398a, 0x8b95c1e3, 0x88980e80,
1239         0x85aac367, 0x82cd8698,
1240 };
1241
1242 /*
1243  * Precomputed \Sum y^k { 1<=k<=n }.  These are floor(true_value) to prevent
1244  * over-estimates when re-combining.
1245  */
1246 static const u32 runnable_avg_yN_sum[] = {
1247             0, 1002, 1982, 2941, 3880, 4798, 5697, 6576, 7437, 8279, 9103,
1248          9909,10698,11470,12226,12966,13690,14398,15091,15769,16433,17082,
1249         17718,18340,18949,19545,20128,20698,21256,21802,22336,22859,23371,
1250 };
1251
1252 /*
1253  * Approximate:
1254  *   val * y^n,    where y^32 ~= 0.5 (~1 scheduling period)
1255  */
1256 static __always_inline u64 decay_load(u64 val, u64 n)
1257 {
1258         unsigned int local_n;
1259
1260         if (!n)
1261                 return val;
1262         else if (unlikely(n > LOAD_AVG_PERIOD * 63))
1263                 return 0;
1264
1265         /* after bounds checking we can collapse to 32-bit */
1266         local_n = n;
1267
1268         /*
1269          * As y^PERIOD = 1/2, we can combine
1270          *    y^n = 1/2^(n/PERIOD) * k^(n%PERIOD)
1271          * With a look-up table which covers k^n (n<PERIOD)
1272          *
1273          * To achieve constant time decay_load.
1274          */
1275         if (unlikely(local_n >= LOAD_AVG_PERIOD)) {
1276                 val >>= local_n / LOAD_AVG_PERIOD;
1277                 local_n %= LOAD_AVG_PERIOD;
1278         }
1279
1280         val *= runnable_avg_yN_inv[local_n];
1281         /* We don't use SRR here since we always want to round down. */
1282         return val >> 32;
1283 }
1284
1285 /*
1286  * For updates fully spanning n periods, the contribution to runnable
1287  * average will be: \Sum 1024*y^n
1288  *
1289  * We can compute this reasonably efficiently by combining:
1290  *   y^PERIOD = 1/2 with precomputed \Sum 1024*y^n {for  n <PERIOD}
1291  */
1292 static u32 __compute_runnable_contrib(u64 n)
1293 {
1294         u32 contrib = 0;
1295
1296         if (likely(n <= LOAD_AVG_PERIOD))
1297                 return runnable_avg_yN_sum[n];
1298         else if (unlikely(n >= LOAD_AVG_MAX_N))
1299                 return LOAD_AVG_MAX;
1300
1301         /* Compute \Sum k^n combining precomputed values for k^i, \Sum k^j */
1302         do {
1303                 contrib /= 2; /* y^LOAD_AVG_PERIOD = 1/2 */
1304                 contrib += runnable_avg_yN_sum[LOAD_AVG_PERIOD];
1305
1306                 n -= LOAD_AVG_PERIOD;
1307         } while (n > LOAD_AVG_PERIOD);
1308
1309         contrib = decay_load(contrib, n);
1310         return contrib + runnable_avg_yN_sum[n];
1311 }
1312
1313 /*
1314  * We can represent the historical contribution to runnable average as the
1315  * coefficients of a geometric series.  To do this we sub-divide our runnable
1316  * history into segments of approximately 1ms (1024us); label the segment that
1317  * occurred N-ms ago p_N, with p_0 corresponding to the current period, e.g.
1318  *
1319  * [<- 1024us ->|<- 1024us ->|<- 1024us ->| ...
1320  *      p0            p1           p2
1321  *     (now)       (~1ms ago)  (~2ms ago)
1322  *
1323  * Let u_i denote the fraction of p_i that the entity was runnable.
1324  *
1325  * We then designate the fractions u_i as our co-efficients, yielding the
1326  * following representation of historical load:
1327  *   u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + u_3*y^3 + ...
1328  *
1329  * We choose y based on the with of a reasonably scheduling period, fixing:
1330  *   y^32 = 0.5
1331  *
1332  * This means that the contribution to load ~32ms ago (u_32) will be weighted
1333  * approximately half as much as the contribution to load within the last ms
1334  * (u_0).
1335  *
1336  * When a period "rolls over" and we have new u_0`, multiplying the previous
1337  * sum again by y is sufficient to update:
1338  *   load_avg = u_0` + y*(u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... )
1339  *            = u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... [re-labeling u_i --> u_{i+1}]
1340  */
1341 static __always_inline int __update_entity_runnable_avg(u64 now,
1342                                                         struct sched_avg *sa,
1343                                                         int runnable)
1344 {
1345         u64 delta, periods;
1346         u32 runnable_contrib;
1347         int delta_w, decayed = 0;
1348
1349         delta = now - sa->last_runnable_update;
1350         /*
1351          * This should only happen when time goes backwards, which it
1352          * unfortunately does during sched clock init when we swap over to TSC.
1353          */
1354         if ((s64)delta < 0) {
1355                 sa->last_runnable_update = now;
1356                 return 0;
1357         }
1358
1359         /*
1360          * Use 1024ns as the unit of measurement since it's a reasonable
1361          * approximation of 1us and fast to compute.
1362          */
1363         delta >>= 10;
1364         if (!delta)
1365                 return 0;
1366         sa->last_runnable_update = now;
1367
1368         /* delta_w is the amount already accumulated against our next period */
1369         delta_w = sa->runnable_avg_period % 1024;
1370         if (delta + delta_w >= 1024) {
1371                 /* period roll-over */
1372                 decayed = 1;
1373
1374                 /*
1375                  * Now that we know we're crossing a period boundary, figure
1376                  * out how much from delta we need to complete the current
1377                  * period and accrue it.
1378                  */
1379                 delta_w = 1024 - delta_w;
1380                 if (runnable)
1381                         sa->runnable_avg_sum += delta_w;
1382                 sa->runnable_avg_period += delta_w;
1383
1384                 delta -= delta_w;
1385
1386                 /* Figure out how many additional periods this update spans */
1387                 periods = delta / 1024;
1388                 delta %= 1024;
1389
1390                 sa->runnable_avg_sum = decay_load(sa->runnable_avg_sum,
1391                                                   periods + 1);
1392                 sa->runnable_avg_period = decay_load(sa->runnable_avg_period,
1393                                                      periods + 1);
1394
1395                 /* Efficiently calculate \sum (1..n_period) 1024*y^i */
1396                 runnable_contrib = __compute_runnable_contrib(periods);
1397                 if (runnable)
1398                         sa->runnable_avg_sum += runnable_contrib;
1399                 sa->runnable_avg_period += runnable_contrib;
1400         }
1401
1402         /* Remainder of delta accrued against u_0` */
1403         if (runnable)
1404                 sa->runnable_avg_sum += delta;
1405         sa->runnable_avg_period += delta;
1406
1407         return decayed;
1408 }
1409
1410 /* Synchronize an entity's decay with its parenting cfs_rq.*/
1411 static inline u64 __synchronize_entity_decay(struct sched_entity *se)
1412 {
1413         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1414         u64 decays = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
1415
1416         decays -= se->avg.decay_count;
1417         if (!decays)
1418                 return 0;
1419
1420         se->avg.load_avg_contrib = decay_load(se->avg.load_avg_contrib, decays);
1421         se->avg.decay_count = 0;
1422
1423         return decays;
1424 }
1425
1426 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1427 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
1428                                                  int force_update)
1429 {
1430         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
1431         long tg_contrib;
1432
1433         tg_contrib = cfs_rq->runnable_load_avg + cfs_rq->blocked_load_avg;
1434         tg_contrib -= cfs_rq->tg_load_contrib;
1435
1436         if (force_update || abs(tg_contrib) > cfs_rq->tg_load_contrib / 8) {
1437                 atomic_long_add(tg_contrib, &tg->load_avg);
1438                 cfs_rq->tg_load_contrib += tg_contrib;
1439         }
1440 }
1441
1442 /*
1443  * Aggregate cfs_rq runnable averages into an equivalent task_group
1444  * representation for computing load contributions.
1445  */
1446 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
1447                                                   struct cfs_rq *cfs_rq)
1448 {
1449         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
1450         long contrib;
1451
1452         /* The fraction of a cpu used by this cfs_rq */
1453         contrib = div_u64(sa->runnable_avg_sum << NICE_0_SHIFT,
1454                           sa->runnable_avg_period + 1);
1455         contrib -= cfs_rq->tg_runnable_contrib;
1456
1457         if (abs(contrib) > cfs_rq->tg_runnable_contrib / 64) {
1458                 atomic_add(contrib, &tg->runnable_avg);
1459                 cfs_rq->tg_runnable_contrib += contrib;
1460         }
1461 }
1462
1463 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se)
1464 {
1465         struct cfs_rq *cfs_rq = group_cfs_rq(se);
1466         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
1467         int runnable_avg;
1468
1469         u64 contrib;
1470
1471         contrib = cfs_rq->tg_load_contrib * tg->shares;
1472         se->avg.load_avg_contrib = div_u64(contrib,
1473                                      atomic_long_read(&tg->load_avg) + 1);
1474
1475         /*
1476          * For group entities we need to compute a correction term in the case
1477          * that they are consuming <1 cpu so that we would contribute the same
1478          * load as a task of equal weight.
1479          *
1480          * Explicitly co-ordinating this measurement would be expensive, but
1481          * fortunately the sum of each cpus contribution forms a usable
1482          * lower-bound on the true value.
1483          *
1484          * Consider the aggregate of 2 contributions.  Either they are disjoint
1485          * (and the sum represents true value) or they are disjoint and we are
1486          * understating by the aggregate of their overlap.
1487          *
1488          * Extending this to N cpus, for a given overlap, the maximum amount we
1489          * understand is then n_i(n_i+1)/2 * w_i where n_i is the number of
1490          * cpus that overlap for this interval and w_i is the interval width.
1491          *
1492          * On a small machine; the first term is well-bounded which bounds the
1493          * total error since w_i is a subset of the period.  Whereas on a
1494          * larger machine, while this first term can be larger, if w_i is the
1495          * of consequential size guaranteed to see n_i*w_i quickly converge to
1496          * our upper bound of 1-cpu.
1497          */
1498         runnable_avg = atomic_read(&tg->runnable_avg);
1499         if (runnable_avg < NICE_0_LOAD) {
1500                 se->avg.load_avg_contrib *= runnable_avg;
1501                 se->avg.load_avg_contrib >>= NICE_0_SHIFT;
1502         }
1503 }
1504 #else
1505 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
1506                                                  int force_update) {}
1507 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
1508                                                   struct cfs_rq *cfs_rq) {}
1509 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se) {}
1510 #endif
1511
1512 static inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se)
1513 {
1514         u32 contrib;
1515
1516         /* avoid overflowing a 32-bit type w/ SCHED_LOAD_SCALE */
1517         contrib = se->avg.runnable_avg_sum * scale_load_down(se->load.weight);
1518         contrib /= (se->avg.runnable_avg_period + 1);
1519         se->avg.load_avg_contrib = scale_load(contrib);
1520 }
1521
1522 /* Compute the current contribution to load_avg by se, return any delta */
1523 static long __update_entity_load_avg_contrib(struct sched_entity *se)
1524 {
1525         long old_contrib = se->avg.load_avg_contrib;
1526
1527         if (entity_is_task(se)) {
1528                 __update_task_entity_contrib(se);
1529         } else {
1530                 __update_tg_runnable_avg(&se->avg, group_cfs_rq(se));
1531                 __update_group_entity_contrib(se);
1532         }
1533
1534         return se->avg.load_avg_contrib - old_contrib;
1535 }
1536
1537 static inline void subtract_blocked_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
1538                                                  long load_contrib)
1539 {
1540         if (likely(load_contrib < cfs_rq->blocked_load_avg))
1541                 cfs_rq->blocked_load_avg -= load_contrib;
1542         else
1543                 cfs_rq->blocked_load_avg = 0;
1544 }
1545
1546 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
1547
1548 /* Update a sched_entity's runnable average */
1549 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
1550                                           int update_cfs_rq)
1551 {
1552         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1553         long contrib_delta;
1554         u64 now;
1555
1556         /*
1557          * For a group entity we need to use their owned cfs_rq_clock_task() in
1558          * case they are the parent of a throttled hierarchy.
1559          */
1560         if (entity_is_task(se))
1561                 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
1562         else
1563                 now = cfs_rq_clock_task(group_cfs_rq(se));
1564
1565         if (!__update_entity_runnable_avg(now, &se->avg, se->on_rq))
1566                 return;
1567
1568         contrib_delta = __update_entity_load_avg_contrib(se);
1569
1570         if (!update_cfs_rq)
1571                 return;
1572
1573         if (se->on_rq)
1574                 cfs_rq->runnable_load_avg += contrib_delta;
1575         else
1576                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, -contrib_delta);
1577 }
1578
1579 /*
1580  * Decay the load contributed by all blocked children and account this so that
1581  * their contribution may appropriately discounted when they wake up.
1582  */
1583 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int force_update)
1584 {
1585         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq) >> 20;
1586         u64 decays;
1587
1588         decays = now - cfs_rq->last_decay;
1589         if (!decays && !force_update)
1590                 return;
1591
1592         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_load)) {
1593                 unsigned long removed_load;
1594                 removed_load = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_load, 0);
1595                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, removed_load);
1596         }
1597
1598         if (decays) {
1599                 cfs_rq->blocked_load_avg = decay_load(cfs_rq->blocked_load_avg,
1600                                                       decays);
1601                 atomic64_add(decays, &cfs_rq->decay_counter);
1602                 cfs_rq->last_decay = now;
1603         }
1604
1605         __update_cfs_rq_tg_load_contrib(cfs_rq, force_update);
1606 }
1607
1608 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable)
1609 {
1610         __update_entity_runnable_avg(rq_clock_task(rq), &rq->avg, runnable);
1611         __update_tg_runnable_avg(&rq->avg, &rq->cfs);
1612 }
1613
1614 /* Add the load generated by se into cfs_rq's child load-average */
1615 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
1616                                                   struct sched_entity *se,
1617                                                   int wakeup)
1618 {
1619         /*
1620          * We track migrations using entity decay_count <= 0, on a wake-up
1621          * migration we use a negative decay count to track the remote decays
1622          * accumulated while sleeping.
1623          *
1624          * Newly forked tasks are enqueued with se->avg.decay_count == 0, they
1625          * are seen by enqueue_entity_load_avg() as a migration with an already
1626          * constructed load_avg_contrib.
1627          */
1628         if (unlikely(se->avg.decay_count <= 0)) {
1629                 se->avg.last_runnable_update = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
1630                 if (se->avg.decay_count) {
1631                         /*
1632                          * In a wake-up migration we have to approximate the
1633                          * time sleeping.  This is because we can't synchronize
1634                          * clock_task between the two cpus, and it is not
1635                          * guaranteed to be read-safe.  Instead, we can
1636                          * approximate this using our carried decays, which are
1637                          * explicitly atomically readable.
1638                          */
1639                         se->avg.last_runnable_update -= (-se->avg.decay_count)
1640                                                         << 20;
1641                         update_entity_load_avg(se, 0);
1642                         /* Indicate that we're now synchronized and on-rq */
1643                         se->avg.decay_count = 0;
1644                 }
1645                 wakeup = 0;
1646         } else {
1647                 /*
1648                  * Task re-woke on same cpu (or else migrate_task_rq_fair()
1649                  * would have made count negative); we must be careful to avoid
1650                  * double-accounting blocked time after synchronizing decays.
1651                  */
1652                 se->avg.last_runnable_update += __synchronize_entity_decay(se)
1653                                                         << 20;
1654         }
1655
1656         /* migrated tasks did not contribute to our blocked load */
1657         if (wakeup) {
1658                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
1659                 update_entity_load_avg(se, 0);
1660         }
1661
1662         cfs_rq->runnable_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
1663         /* we force update consideration on load-balancer moves */
1664         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !wakeup);
1665 }
1666
1667 /*
1668  * Remove se's load from this cfs_rq child load-average, if the entity is
1669  * transitioning to a blocked state we track its projected decay using
1670  * blocked_load_avg.
1671  */
1672 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
1673                                                   struct sched_entity *se,
1674                                                   int sleep)
1675 {
1676         update_entity_load_avg(se, 1);
1677         /* we force update consideration on load-balancer moves */
1678         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !sleep);
1679
1680         cfs_rq->runnable_load_avg -= se->avg.load_avg_contrib;
1681         if (sleep) {
1682                 cfs_rq->blocked_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
1683                 se->avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
1684         } /* migrations, e.g. sleep=0 leave decay_count == 0 */
1685 }
1686
1687 /*
1688  * Update the rq's load with the elapsed running time before entering
1689  * idle. if the last scheduled task is not a CFS task, idle_enter will
1690  * be the only way to update the runnable statistic.
1691  */
1692 void idle_enter_fair(struct rq *this_rq)
1693 {
1694         update_rq_runnable_avg(this_rq, 1);
1695 }
1696
1697 /*
1698  * Update the rq's load with the elapsed idle time before a task is
1699  * scheduled. if the newly scheduled task is not a CFS task, idle_exit will
1700  * be the only way to update the runnable statistic.
1701  */
1702 void idle_exit_fair(struct rq *this_rq)
1703 {
1704         update_rq_runnable_avg(this_rq, 0);
1705 }
1706
1707 #else
1708 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
1709                                           int update_cfs_rq) {}
1710 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable) {}
1711 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
1712                                            struct sched_entity *se,
1713                                            int wakeup) {}
1714 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
1715                                            struct sched_entity *se,
1716                                            int sleep) {}
1717 static inline void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
1718                                               int force_update) {}
1719 #endif
1720
1721 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1722 {
1723 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1724         struct task_struct *tsk = NULL;
1725
1726         if (entity_is_task(se))
1727                 tsk = task_of(se);
1728
1729         if (se->statistics.sleep_start) {
1730                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.sleep_start;
1731
1732                 if ((s64)delta < 0)
1733                         delta = 0;
1734
1735                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
1736                         se->statistics.sleep_max = delta;
1737
1738                 se->statistics.sleep_start = 0;
1739                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
1740
1741                 if (tsk) {
1742                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
1743                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
1744                 }
1745         }
1746         if (se->statistics.block_start) {
1747                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.block_start;
1748
1749                 if ((s64)delta < 0)
1750                         delta = 0;
1751
1752                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
1753                         se->statistics.block_max = delta;
1754
1755                 se->statistics.block_start = 0;
1756                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
1757
1758                 if (tsk) {
1759                         if (tsk->in_iowait) {
1760                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
1761                                 se->statistics.iowait_count++;
1762                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
1763                         }
1764
1765                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
1766
1767                         /*
1768                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
1769                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
1770                          * amount of time that the task spent sleeping:
1771                          */
1772                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
1773                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
1774                                                 (void *)get_wchan(tsk),
1775                                                 delta >> 20);
1776                         }
1777                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
1778                 }
1779         }
1780 #endif
1781 }
1782
1783 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1784 {
1785 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1786         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
1787
1788         if (d < 0)
1789                 d = -d;
1790
1791         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
1792                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
1793 #endif
1794 }
1795
1796 static void
1797 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
1798 {
1799         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
1800
1801         /*
1802          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
1803          * however the extra weight of the new task will slow them down a
1804          * little, place the new task so that it fits in the slot that
1805          * stays open at the end.
1806          */
1807         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
1808                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
1809
1810         /* sleeps up to a single latency don't count. */
1811         if (!initial) {
1812                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
1813
1814                 /*
1815                  * Halve their sleep time's effect, to allow
1816                  * for a gentler effect of sleepers:
1817                  */
1818                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
1819                         thresh >>= 1;
1820
1821                 vruntime -= thresh;
1822         }
1823
1824         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
1825         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
1826 }
1827
1828 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
1829
1830 static void
1831 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1832 {
1833         /*
1834          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
1835          * through calling update_curr().
1836          */
1837         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
1838                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
1839
1840         /*
1841          * Update run-time statistics of the 'current'.
1842          */
1843         update_curr(cfs_rq);
1844         enqueue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
1845         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
1846         update_cfs_shares(cfs_rq);
1847
1848         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
1849                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
1850                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
1851         }
1852
1853         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
1854         check_spread(cfs_rq, se);
1855         if (se != cfs_rq->curr)
1856                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
1857         se->on_rq = 1;
1858
1859         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
1860                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
1861                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
1862         }
1863 }
1864
1865 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
1866 {
1867         for_each_sched_entity(se) {
1868                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1869                 if (cfs_rq->last == se)
1870                         cfs_rq->last = NULL;
1871                 else
1872                         break;
1873         }
1874 }
1875
1876 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
1877 {
1878         for_each_sched_entity(se) {
1879                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1880                 if (cfs_rq->next == se)
1881                         cfs_rq->next = NULL;
1882                 else
1883                         break;
1884         }
1885 }
1886
1887 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
1888 {
1889         for_each_sched_entity(se) {
1890                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1891                 if (cfs_rq->skip == se)
1892                         cfs_rq->skip = NULL;
1893                 else
1894                         break;
1895         }
1896 }
1897
1898 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1899 {
1900         if (cfs_rq->last == se)
1901                 __clear_buddies_last(se);
1902
1903         if (cfs_rq->next == se)
1904                 __clear_buddies_next(se);
1905
1906         if (cfs_rq->skip == se)
1907                 __clear_buddies_skip(se);
1908 }
1909
1910 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
1911
1912 static void
1913 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1914 {
1915         /*
1916          * Update run-time statistics of the 'current'.
1917          */
1918         update_curr(cfs_rq);
1919         dequeue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & DEQUEUE_SLEEP);
1920
1921         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
1922         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
1923 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1924                 if (entity_is_task(se)) {
1925                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
1926
1927                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
1928                                 se->statistics.sleep_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
1929                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
1930                                 se->statistics.block_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
1931                 }
1932 #endif
1933         }
1934
1935         clear_buddies(cfs_rq, se);
1936
1937         if (se != cfs_rq->curr)
1938                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
1939         se->on_rq = 0;
1940         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
1941
1942         /*
1943          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
1944          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
1945          * movement in our normalized position.
1946          */
1947         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
1948                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
1949
1950         /* return excess runtime on last dequeue */
1951         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
1952
1953         update_min_vruntime(cfs_rq);
1954         update_cfs_shares(cfs_rq);
1955 }
1956
1957 /*
1958  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
1959  */
1960 static void
1961 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
1962 {
1963         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
1964         struct sched_entity *se;
1965         s64 delta;
1966
1967         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
1968         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
1969         if (delta_exec > ideal_runtime) {
1970                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1971                 /*
1972                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
1973                  * re-elected due to buddy favours.
1974                  */
1975                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
1976                 return;
1977         }
1978
1979         /*
1980          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
1981          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
1982          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
1983          */
1984         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
1985                 return;
1986
1987         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
1988         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
1989
1990         if (delta < 0)
1991                 return;
1992
1993         if (delta > ideal_runtime)
1994                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1995 }
1996
1997 static void
1998 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1999 {
2000         /* 'current' is not kept within the tree. */
2001         if (se->on_rq) {
2002                 /*
2003                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
2004                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
2005                  * runqueue.
2006                  */
2007                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
2008                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
2009         }
2010
2011         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
2012         cfs_rq->curr = se;
2013 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2014         /*
2015          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
2016          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
2017          * when there are only lesser-weight tasks around):
2018          */
2019         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
2020                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
2021                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
2022         }
2023 #endif
2024         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
2025 }
2026
2027 static int
2028 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
2029
2030 /*
2031  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
2032  * 1) keep things fair between processes/task groups
2033  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
2034  * 3) pick the "last" process, for cache locality
2035  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
2036  */
2037 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
2038 {
2039         struct sched_entity *se = __pick_first_entity(cfs_rq);
2040         struct sched_entity *left = se;
2041
2042         /*
2043          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
2044          * be done without getting too unfair.
2045          */
2046         if (cfs_rq->skip == se) {
2047                 struct sched_entity *second = __pick_next_entity(se);
2048                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
2049                         se = second;
2050         }
2051
2052         /*
2053          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
2054          */
2055         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
2056                 se = cfs_rq->last;
2057
2058         /*
2059          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
2060          */
2061         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
2062                 se = cfs_rq->next;
2063
2064         clear_buddies(cfs_rq, se);
2065
2066         return se;
2067 }
2068
2069 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
2070
2071 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
2072 {
2073         /*
2074          * If still on the runqueue then deactivate_task()
2075          * was not called and update_curr() has to be done:
2076          */
2077         if (prev->on_rq)
2078                 update_curr(cfs_rq);
2079
2080         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
2081         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2082
2083         check_spread(cfs_rq, prev);
2084         if (prev->on_rq) {
2085                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
2086                 /* Put 'current' back into the tree. */
2087                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
2088                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
2089                 update_entity_load_avg(prev, 1);
2090         }
2091         cfs_rq->curr = NULL;
2092 }
2093
2094 static void
2095 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
2096 {
2097         /*
2098          * Update run-time statistics of the 'current'.
2099          */
2100         update_curr(cfs_rq);
2101
2102         /*
2103          * Ensure that runnable average is periodically updated.
2104          */
2105         update_entity_load_avg(curr, 1);
2106         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
2107         update_cfs_shares(cfs_rq);
2108
2109 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
2110         /*
2111          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
2112          * validating it and just reschedule.
2113          */
2114         if (queued) {
2115                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2116                 return;
2117         }
2118         /*
2119          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
2120          */
2121         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
2122                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
2123                 return;
2124 #endif
2125
2126         if (cfs_rq->nr_running > 1)
2127                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
2128 }
2129
2130
2131 /**************************************************
2132  * CFS bandwidth control machinery
2133  */
2134
2135 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
2136
2137 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
2138 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
2139
2140 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
2141 {
2142         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
2143 }
2144
2145 void account_cfs_bandwidth_used(int enabled, int was_enabled)
2146 {
2147         /* only need to count groups transitioning between enabled/!enabled */
2148         if (enabled && !was_enabled)
2149                 static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
2150         else if (!enabled && was_enabled)
2151                 static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
2152 }
2153 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
2154 static bool cfs_bandwidth_used(void)
2155 {
2156         return true;
2157 }
2158
2159 void account_cfs_bandwidth_used(int enabled, int was_enabled) {}
2160 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
2161
2162 /*
2163  * default period for cfs group bandwidth.
2164  * default: 0.1s, units: nanoseconds
2165  */
2166 static inline u64 default_cfs_period(void)
2167 {
2168         return 100000000ULL;
2169 }
2170
2171 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
2172 {
2173         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
2174 }
2175
2176 /*
2177  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
2178  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
2179  * additional synchronization around rq->lock.
2180  *
2181  * requires cfs_b->lock
2182  */
2183 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2184 {
2185         u64 now;
2186
2187         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
2188                 return;
2189
2190         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
2191         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
2192         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
2193 }
2194
2195 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
2196 {
2197         return &tg->cfs_bandwidth;
2198 }
2199
2200 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
2201 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
2202 {
2203         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
2204                 return cfs_rq->throttled_clock_task;
2205
2206         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
2207 }
2208
2209 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
2210 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2211 {
2212         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2213         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
2214         u64 amount = 0, min_amount, expires;
2215
2216         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
2217         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
2218
2219         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2220         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
2221                 amount = min_amount;
2222         else {
2223                 /*
2224                  * If the bandwidth pool has become inactive, then at least one
2225                  * period must have elapsed since the last consumption.
2226                  * Refresh the global state and ensure bandwidth timer becomes
2227                  * active.
2228                  */
2229                 if (!cfs_b->timer_active) {
2230                         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
2231                         __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
2232                 }
2233
2234                 if (cfs_b->runtime > 0) {
2235                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
2236                         cfs_b->runtime -= amount;
2237                         cfs_b->idle = 0;
2238                 }
2239         }
2240         expires = cfs_b->runtime_expires;
2241         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2242
2243         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
2244         /*
2245          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
2246          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
2247          * issued.
2248          */
2249         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
2250                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
2251
2252         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
2253 }
2254
2255 /*
2256  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
2257  * fact that rq->clock snapshots this value.
2258  */
2259 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2260 {
2261         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2262
2263         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
2264         if (likely((s64)(rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
2265                 return;
2266
2267         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
2268                 return;
2269
2270         /*
2271          * If the local deadline has passed we have to consider the
2272          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
2273          * has not truly expired.
2274          *
2275          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
2276          * whether the global deadline has advanced.
2277          */
2278
2279         if ((s64)(cfs_rq->runtime_expires - cfs_b->runtime_expires) >= 0) {
2280                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
2281                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
2282         } else {
2283                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
2284                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
2285         }
2286 }
2287
2288 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq,
2289                                      unsigned long delta_exec)
2290 {
2291         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
2292         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
2293         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2294
2295         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
2296                 return;
2297
2298         /*
2299          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
2300          * hierarchy can be throttled
2301          */
2302         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
2303                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2304 }
2305
2306 static __always_inline
2307 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long delta_exec)
2308 {
2309         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
2310                 return;
2311
2312         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
2313 }
2314
2315 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
2316 {
2317         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
2318 }
2319
2320 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
2321 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
2322 {
2323         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
2324 }
2325
2326 /*
2327  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
2328  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
2329  * load-balance operations.
2330  */
2331 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
2332                                     int src_cpu, int dest_cpu)
2333 {
2334         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
2335
2336         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
2337         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
2338
2339         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
2340                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
2341 }
2342
2343 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
2344 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
2345 {
2346         struct rq *rq = data;
2347         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
2348
2349         cfs_rq->throttle_count--;
2350 #ifdef CONFIG_SMP
2351         if (!cfs_rq->throttle_count) {
2352                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
2353                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
2354                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
2355         }
2356 #endif
2357
2358         return 0;
2359 }
2360
2361 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
2362 {
2363         struct rq *rq = data;
2364         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
2365
2366         /* group is entering throttled state, stop time */
2367         if (!cfs_rq->throttle_count)
2368                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
2369         cfs_rq->throttle_count++;
2370
2371         return 0;
2372 }
2373
2374 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
2375 {
2376         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2377         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2378         struct sched_entity *se;
2379         long task_delta, dequeue = 1;
2380
2381         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
2382
2383         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
2384         rcu_read_lock();
2385         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
2386         rcu_read_unlock();
2387
2388         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
2389         for_each_sched_entity(se) {
2390                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
2391                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
2392                 if (!se->on_rq)
2393                         break;
2394
2395                 if (dequeue)
2396                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
2397                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
2398
2399                 if (qcfs_rq->load.weight)
2400                         dequeue = 0;
2401         }
2402
2403         if (!se)
2404                 rq->nr_running -= task_delta;
2405
2406         cfs_rq->throttled = 1;
2407         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
2408         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2409         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
2410         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2411 }
2412
2413 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
2414 {
2415         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2416         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2417         struct sched_entity *se;
2418         int enqueue = 1;
2419         long task_delta;
2420
2421         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
2422
2423         cfs_rq->throttled = 0;
2424
2425         update_rq_clock(rq);
2426
2427         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2428         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
2429         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
2430         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2431
2432         /* update hierarchical throttle state */
2433         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
2434
2435         if (!cfs_rq->load.weight)
2436                 return;
2437
2438         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
2439         for_each_sched_entity(se) {
2440                 if (se->on_rq)
2441                         enqueue = 0;
2442
2443                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2444                 if (enqueue)
2445                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
2446                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
2447
2448                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2449                         break;
2450         }
2451
2452         if (!se)
2453                 rq->nr_running += task_delta;
2454
2455         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
2456         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
2457                 resched_task(rq->curr);
2458 }
2459
2460 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
2461                 u64 remaining, u64 expires)
2462 {
2463         struct cfs_rq *cfs_rq;
2464         u64 runtime = remaining;
2465
2466         rcu_read_lock();
2467         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
2468                                 throttled_list) {
2469                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2470
2471                 raw_spin_lock(&rq->lock);
2472                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2473                         goto next;
2474
2475                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
2476                 if (runtime > remaining)
2477                         runtime = remaining;
2478                 remaining -= runtime;
2479
2480                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
2481                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
2482
2483                 /* we check whether we're throttled above */
2484                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
2485                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
2486
2487 next:
2488                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
2489
2490                 if (!remaining)
2491                         break;
2492         }
2493         rcu_read_unlock();
2494
2495         return remaining;
2496 }
2497
2498 /*
2499  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
2500  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
2501  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
2502  * used to track this state.
2503  */
2504 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
2505 {
2506         u64 runtime, runtime_expires;
2507         int idle = 1, throttled;
2508
2509         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2510         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
2511         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
2512                 goto out_unlock;
2513
2514         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
2515         /* idle depends on !throttled (for the case of a large deficit) */
2516         idle = cfs_b->idle && !throttled;
2517         cfs_b->nr_periods += overrun;
2518
2519         /* if we're going inactive then everything else can be deferred */
2520         if (idle)
2521                 goto out_unlock;
2522
2523         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
2524
2525         if (!throttled) {
2526                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
2527                 cfs_b->idle = 1;
2528                 goto out_unlock;
2529         }
2530
2531         /* account preceding periods in which throttling occurred */
2532         cfs_b->nr_throttled += overrun;
2533
2534         /*
2535          * There are throttled entities so we must first use the new bandwidth
2536          * to unthrottle them before making it generally available.  This
2537          * ensures that all existing debts will be paid before a new cfs_rq is
2538          * allowed to run.
2539          */
2540         runtime = cfs_b->runtime;
2541         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
2542         cfs_b->runtime = 0;
2543
2544         /*
2545          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth
2546          * while we unthrottle.  This can potentially race with an unthrottled
2547          * group trying to acquire new bandwidth from the global pool.
2548          */
2549         while (throttled && runtime > 0) {
2550                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2551                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
2552                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
2553                                                  runtime_expires);
2554                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2555
2556                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
2557         }
2558
2559         /* return (any) remaining runtime */
2560         cfs_b->runtime = runtime;
2561         /*
2562          * While we are ensured activity in the period following an
2563          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
2564          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
2565          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
2566          */
2567         cfs_b->idle = 0;
2568 out_unlock:
2569         if (idle)
2570                 cfs_b->timer_active = 0;
2571         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2572
2573         return idle;
2574 }
2575
2576 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
2577 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
2578 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
2579 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
2580 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
2581 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
2582
2583 /* are we near the end of the current quota period? */
2584 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
2585 {
2586         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
2587         u64 remaining;
2588
2589         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
2590         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
2591                 return 1;
2592
2593         /* is a quota refresh about to occur? */
2594         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
2595         if (remaining < min_expire)
2596                 return 1;
2597
2598         return 0;
2599 }
2600
2601 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2602 {
2603         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
2604
2605         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
2606         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
2607                 return;
2608
2609         start_bandwidth_timer(&cfs_b->slack_timer,
2610                                 ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period));
2611 }
2612
2613 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
2614 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2615 {
2616         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2617         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
2618
2619         if (slack_runtime <= 0)
2620                 return;
2621
2622         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2623         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
2624             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
2625                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
2626
2627                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
2628                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
2629                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
2630                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
2631         }
2632         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2633
2634         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
2635         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
2636 }
2637
2638 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2639 {
2640         if (!cfs_bandwidth_used())
2641                 return;
2642
2643         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
2644                 return;
2645
2646         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2647 }
2648
2649 /*
2650  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
2651  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
2652  */
2653 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2654 {
2655         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
2656         u64 expires;
2657
2658         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
2659         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration))
2660                 return;
2661
2662         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2663         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice) {
2664                 runtime = cfs_b->runtime;
2665                 cfs_b->runtime = 0;
2666         }
2667         expires = cfs_b->runtime_expires;
2668         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2669
2670         if (!runtime)
2671                 return;
2672
2673         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
2674
2675         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2676         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
2677                 cfs_b->runtime = runtime;
2678         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2679 }
2680
2681 /*
2682  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
2683  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
2684  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
2685  */
2686 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
2687 {
2688         if (!cfs_bandwidth_used())
2689                 return;
2690
2691         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
2692         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
2693                 return;
2694
2695         /* ensure the group is not already throttled */
2696         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2697                 return;
2698
2699         /* update runtime allocation */
2700         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
2701         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
2702                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
2703 }
2704
2705 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
2706 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2707 {
2708         if (!cfs_bandwidth_used())
2709                 return;
2710
2711         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
2712                 return;
2713
2714         /*
2715          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
2716          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
2717          */
2718         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2719                 return;
2720
2721         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
2722 }
2723
2724 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
2725 {
2726         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
2727                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
2728         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
2729
2730         return HRTIMER_NORESTART;
2731 }
2732
2733 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
2734 {
2735         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
2736                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
2737         ktime_t now;
2738         int overrun;
2739         int idle = 0;
2740
2741         for (;;) {
2742                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
2743                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, cfs_b->period);
2744
2745                 if (!overrun)
2746                         break;
2747
2748                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
2749         }
2750
2751         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
2752 }
2753
2754 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2755 {
2756         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
2757         cfs_b->runtime = 0;
2758         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
2759         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
2760
2761         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
2762         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
2763         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
2764         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
2765         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
2766 }
2767
2768 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2769 {
2770         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
2771         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
2772 }
2773
2774 /* requires cfs_b->lock, may release to reprogram timer */
2775 void __start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2776 {
2777         /*
2778          * The timer may be active because we're trying to set a new bandwidth
2779          * period or because we're racing with the tear-down path
2780          * (timer_active==0 becomes visible before the hrtimer call-back
2781          * terminates).  In either case we ensure that it's re-programmed
2782          */
2783         while (unlikely(hrtimer_active(&cfs_b->period_timer))) {
2784                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2785                 /* ensure cfs_b->lock is available while we wait */
2786                 hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
2787
2788                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2789                 /* if someone else restarted the timer then we're done */
2790                 if (cfs_b->timer_active)
2791                         return;
2792         }
2793
2794         cfs_b->timer_active = 1;
2795         start_bandwidth_timer(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
2796 }
2797
2798 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2799 {
2800         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
2801         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
2802 }
2803
2804 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
2805 {
2806         struct cfs_rq *cfs_rq;
2807
2808         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
2809                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2810
2811                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
2812                         continue;
2813
2814                 /*
2815                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
2816                  * there's some valid quota amount
2817                  */
2818                 cfs_rq->runtime_remaining = cfs_b->quota;
2819                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2820                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
2821         }
2822 }
2823
2824 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
2825 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
2826 {
2827         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
2828 }
2829
2830 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq,
2831                                      unsigned long delta_exec) {}
2832 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2833 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2834 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2835
2836 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
2837 {
2838         return 0;
2839 }
2840
2841 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
2842 {
2843         return 0;
2844 }
2845
2846 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
2847                                     int src_cpu, int dest_cpu)
2848 {
2849         return 0;
2850 }
2851
2852 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
2853
2854 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2855 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2856 #endif
2857
2858 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
2859 {
2860         return NULL;
2861 }
2862 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
2863 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
2864
2865 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
2866
2867 /**************************************************
2868  * CFS operations on tasks:
2869  */
2870
2871 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
2872 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2873 {
2874         struct sched_entity *se = &p->se;
2875         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2876
2877         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
2878
2879         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
2880                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
2881                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
2882                 s64 delta = slice - ran;
2883
2884                 if (delta < 0) {
2885                         if (rq->curr == p)
2886                                 resched_task(p);
2887                         return;
2888                 }
2889
2890                 /*
2891                  * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
2892                  * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
2893                  */
2894                 if (rq->curr != p)
2895                         delta = max_t(s64, 10000LL, delta);
2896
2897                 hrtick_start(rq, delta);
2898         }
2899 }
2900
2901 /*
2902  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
2903  * current task is from our class and nr_running is low enough
2904  * to matter.
2905  */
2906 static void hrtick_update(struct rq *rq)
2907 {
2908         struct task_struct *curr = rq->curr;
2909
2910         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
2911                 return;
2912
2913         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
2914                 hrtick_start_fair(rq, curr);
2915 }
2916 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
2917 static inline void
2918 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2919 {
2920 }
2921
2922 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
2923 {
2924 }
2925 #endif
2926
2927 /*
2928  * The enqueue_task method is called before nr_running is
2929  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
2930  * then put the task into the rbtree:
2931  */
2932 static void
2933 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2934 {
2935         struct cfs_rq *cfs_rq;
2936         struct sched_entity *se = &p->se;
2937
2938         for_each_sched_entity(se) {
2939                 if (se->on_rq)
2940                         break;
2941                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2942                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
2943
2944                 /*
2945                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
2946                  *
2947                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
2948                  * post the final h_nr_running increment below.
2949                 */
2950                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2951                         break;
2952                 cfs_rq->h_nr_running++;
2953
2954                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
2955         }
2956
2957         for_each_sched_entity(se) {
2958                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2959                 cfs_rq->h_nr_running++;
2960
2961                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2962                         break;
2963
2964                 update_cfs_shares(cfs_rq);
2965                 update_entity_load_avg(se, 1);
2966         }
2967
2968         if (!se) {
2969                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
2970                 inc_nr_running(rq);
2971         }
2972         hrtick_update(rq);
2973 }
2974
2975 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
2976
2977 /*
2978  * The dequeue_task method is called before nr_running is
2979  * decreased. We remove the task from the rbtree and
2980  * update the fair scheduling stats:
2981  */
2982 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2983 {
2984         struct cfs_rq *cfs_rq;
2985         struct sched_entity *se = &p->se;
2986         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
2987
2988         for_each_sched_entity(se) {
2989                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2990                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
2991
2992                 /*
2993                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
2994                  *
2995                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
2996                  * post the final h_nr_running decrement below.
2997                 */
2998                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2999                         break;
3000                 cfs_rq->h_nr_running--;
3001
3002                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
3003                 if (cfs_rq->load.weight) {
3004                         /*
3005                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
3006                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
3007                          */
3008                         if (task_sleep && parent_entity(se))
3009                                 set_next_buddy(parent_entity(se));
3010
3011                         /* avoid re-evaluating load for this entity */
3012                         se = parent_entity(se);
3013                         break;
3014                 }
3015                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
3016         }
3017
3018         for_each_sched_entity(se) {
3019                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3020                 cfs_rq->h_nr_running--;
3021
3022                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3023                         break;
3024
3025                 update_cfs_shares(cfs_rq);
3026                 update_entity_load_avg(se, 1);
3027         }
3028
3029         if (!se) {
3030                 dec_nr_running(rq);
3031                 update_rq_runnable_avg(rq, 1);
3032         }
3033         hrtick_update(rq);
3034 }
3035
3036 #ifdef CONFIG_SMP
3037 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
3038 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
3039 {
3040         return cpu_rq(cpu)->cfs.runnable_load_avg;
3041 }
3042
3043 /*
3044  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
3045  * according to the scheduling class and "nice" value.
3046  *
3047  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
3048  * balance conservatively.
3049  */
3050 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
3051 {
3052         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3053         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
3054
3055         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
3056                 return total;
3057
3058         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
3059 }
3060
3061 /*
3062  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
3063  * according to the scheduling class and "nice" value.
3064  */
3065 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
3066 {
3067         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3068         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
3069
3070         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
3071                 return total;
3072
3073         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
3074 }
3075
3076 static unsigned long power_of(int cpu)
3077 {
3078         return cpu_rq(cpu)->cpu_power;
3079 }
3080
3081 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
3082 {
3083         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3084         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
3085         unsigned long load_avg = rq->cfs.runnable_load_avg;
3086
3087         if (nr_running)
3088                 return load_avg / nr_running;
3089
3090         return 0;
3091 }
3092
3093 static void record_wakee(struct task_struct *p)
3094 {
3095         /*
3096          * Rough decay (wiping) for cost saving, don't worry
3097          * about the boundary, really active task won't care
3098          * about the loss.
3099          */
3100         if (jiffies > current->wakee_flip_decay_ts + HZ) {
3101                 current->wakee_flips = 0;
3102                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
3103         }
3104
3105         if (current->last_wakee != p) {
3106                 current->last_wakee = p;
3107                 current->wakee_flips++;
3108         }
3109 }
3110
3111 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
3112 {
3113         struct sched_entity *se = &p->se;
3114         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3115         u64 min_vruntime;
3116
3117 #ifndef CONFIG_64BIT
3118         u64 min_vruntime_copy;
3119
3120         do {
3121                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
3122                 smp_rmb();
3123                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3124         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
3125 #else
3126         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3127 #endif
3128
3129         se->vruntime -= min_vruntime;
3130         record_wakee(p);
3131 }
3132
3133 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3134 /*
3135  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
3136  *
3137  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
3138  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
3139  * can calculate the shift in shares.
3140  *
3141  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
3142  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
3143  * total group weight.
3144  *
3145  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
3146  * distribution (s_i) using:
3147  *
3148  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
3149  *
3150  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
3151  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
3152  * shares distribution (s_i):
3153  *
3154  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
3155  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
3156  *
3157  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
3158  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
3159  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
3160  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
3161  *
3162  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
3163  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
3164  *
3165  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
3166  *
3167  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
3168  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
3169  * weight and shares distributions like:
3170  *
3171  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
3172  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
3173  *
3174  * We can then compute the difference in effective weight by using:
3175  *
3176  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
3177  *
3178  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
3179  *
3180  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
3181  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
3182  * 4/7) times the weight of the group.
3183  */
3184 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
3185 {
3186         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
3187
3188         if (!tg->parent)        /* the trivial, non-cgroup case */
3189                 return wl;
3190
3191         for_each_sched_entity(se) {
3192                 long w, W;
3193
3194                 tg = se->my_q->tg;
3195
3196                 /*
3197                  * W = @wg + \Sum rw_j
3198                  */
3199                 W = wg + calc_tg_weight(tg, se->my_q);
3200
3201                 /*
3202                  * w = rw_i + @wl
3203                  */
3204                 w = se->my_q->load.weight + wl;
3205
3206                 /*
3207                  * wl = S * s'_i; see (2)
3208                  */
3209                 if (W > 0 && w < W)
3210                         wl = (w * tg->shares) / W;
3211                 else
3212                         wl = tg->shares;
3213
3214                 /*
3215                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
3216                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
3217                  * calc_cfs_shares().
3218                  */
3219                 if (wl < MIN_SHARES)
3220                         wl = MIN_SHARES;
3221
3222                 /*
3223                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
3224                  */
3225                 wl -= se->load.weight;
3226
3227                 /*
3228                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
3229                  * the final effective load change on the root group. Since
3230                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
3231                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
3232                  * resulting from this level per the above.
3233                  */
3234                 wg = 0;
3235         }
3236
3237         return wl;
3238 }
3239 #else
3240
3241 static inline unsigned long effective_load(struct task_group *tg, int cpu,
3242                 unsigned long wl, unsigned long wg)
3243 {
3244         return wl;
3245 }
3246
3247 #endif
3248
3249 static int wake_wide(struct task_struct *p)
3250 {
3251         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
3252
3253         /*
3254          * Yeah, it's the switching-frequency, could means many wakee or
3255          * rapidly switch, use factor here will just help to automatically
3256          * adjust the loose-degree, so bigger node will lead to more pull.
3257          */
3258         if (p->wakee_flips > factor) {
3259                 /*
3260                  * wakee is somewhat hot, it needs certain amount of cpu
3261                  * resource, so if waker is far more hot, prefer to leave
3262                  * it alone.
3263                  */
3264                 if (current->wakee_flips > (factor * p->wakee_flips))
3265                         return 1;
3266         }
3267
3268         return 0;
3269 }
3270
3271 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
3272 {
3273         s64 this_load, load;
3274         int idx, this_cpu, prev_cpu;
3275         unsigned long tl_per_task;
3276         struct task_group *tg;
3277         unsigned long weight;
3278         int balanced;
3279
3280         /*
3281          * If we wake multiple tasks be careful to not bounce
3282          * ourselves around too much.
3283          */
3284         if (wake_wide(p))
3285                 return 0;
3286
3287         idx       = sd->wake_idx;
3288         this_cpu  = smp_processor_id();
3289         prev_cpu  = task_cpu(p);
3290         load      = source_load(prev_cpu, idx);
3291         this_load = target_load(this_cpu, idx);
3292
3293         /*
3294          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
3295          * effect of the currently running task from the load
3296          * of the current CPU:
3297          */
3298         if (sync) {
3299                 tg = task_group(current);
3300                 weight = current->se.load.weight;
3301
3302                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
3303                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
3304         }
3305
3306         tg = task_group(p);
3307         weight = p->se.load.weight;
3308
3309         /*
3310          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
3311          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
3312          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
3313          * about that, so that's good too.
3314          *
3315          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
3316          * task to be woken on this_cpu.
3317          */
3318         if (this_load > 0) {
3319                 s64 this_eff_load, prev_eff_load;
3320
3321                 this_eff_load = 100;
3322                 this_eff_load *= power_of(prev_cpu);
3323                 this_eff_load *= this_load +
3324                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
3325
3326                 prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
3327                 prev_eff_load *= power_of(this_cpu);
3328                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
3329
3330                 balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
3331         } else
3332                 balanced = true;
3333
3334         /*
3335          * If the currently running task will sleep within
3336          * a reasonable amount of time then attract this newly
3337          * woken task:
3338          */
3339         if (sync && balanced)
3340                 return 1;
3341
3342         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
3343         tl_per_task = cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
3344
3345         if (balanced ||
3346             (this_load <= load &&
3347              this_load + target_load(prev_cpu, idx) <= tl_per_task)) {
3348                 /*
3349                  * This domain has SD_WAKE_AFFINE and
3350                  * p is cache cold in this domain, and
3351                  * there is no bad imbalance.
3352                  */
3353                 schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
3354                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
3355
3356                 return 1;
3357         }
3358         return 0;
3359 }
3360
3361 /*
3362  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
3363  * domain.
3364  */
3365 static struct sched_group *
3366 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
3367                   int this_cpu, int load_idx)
3368 {
3369         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
3370         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
3371         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
3372
3373         do {
3374                 unsigned long load, avg_load;
3375                 int local_group;
3376                 int i;
3377
3378                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
3379                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
3380                                         tsk_cpus_allowed(p)))
3381                         continue;
3382
3383                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
3384                                                sched_group_cpus(group));
3385
3386                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
3387                 avg_load = 0;
3388
3389                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
3390                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
3391                         if (local_group)
3392                                 load = source_load(i, load_idx);
3393                         else
3394                                 load = target_load(i, load_idx);
3395
3396                         avg_load += load;
3397                 }
3398
3399                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
3400                 avg_load = (avg_load * SCHED_POWER_SCALE) / group->sgp->power;
3401
3402                 if (local_group) {
3403                         this_load = avg_load;
3404                 } else if (avg_load < min_load) {
3405                         min_load = avg_load;
3406                         idlest = group;
3407                 }
3408         } while (group = group->next, group != sd->groups);
3409
3410         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
3411                 return NULL;
3412         return idlest;
3413 }
3414
3415 /*
3416  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
3417  */
3418 static int
3419 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
3420 {
3421         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
3422         int idlest = -1;
3423         int i;
3424
3425         /* Traverse only the allowed CPUs */
3426         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
3427                 load = weighted_cpuload(i);
3428
3429                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
3430                         min_load = load;
3431                         idlest = i;
3432                 }
3433         }
3434
3435         return idlest;
3436 }
3437
3438 /*
3439  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
3440  */
3441 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
3442 {
3443         struct sched_domain *sd;
3444         struct sched_group *sg;
3445         int i = task_cpu(p);
3446
3447         if (idle_cpu(target))
3448                 return target;
3449
3450         /*
3451          * If the prevous cpu is cache affine and idle, don't be stupid.
3452          */
3453         if (i != target && cpus_share_cache(i, target) && idle_cpu(i))
3454                 return i;
3455
3456         /*
3457          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
3458          */
3459         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
3460         for_each_lower_domain(sd) {
3461                 sg = sd->groups;
3462                 do {
3463                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
3464                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
3465                                 goto next;
3466
3467                         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
3468                                 if (i == target || !idle_cpu(i))
3469                                         goto next;
3470                         }
3471
3472                         target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
3473                                         tsk_cpus_allowed(p));
3474                         goto done;
3475 next:
3476                         sg = sg->next;
3477                 } while (sg != sd->groups);
3478         }
3479 done:
3480         return target;
3481 }
3482
3483 /*
3484  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
3485  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
3486  * SD_BALANCE_EXEC.
3487  *
3488  * Balance, ie. select the least loaded group.
3489  *
3490  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
3491  *
3492  * preempt must be disabled.
3493  */
3494 static int
3495 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int sd_flag, int wake_flags)
3496 {
3497         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
3498         int cpu = smp_processor_id();
3499         int prev_cpu = task_cpu(p);
3500         int new_cpu = cpu;
3501         int want_affine = 0;
3502         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
3503
3504         if (p->nr_cpus_allowed == 1)
3505                 return prev_cpu;
3506
3507         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
3508                 if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
3509                         want_affine = 1;
3510                 new_cpu = prev_cpu;
3511         }
3512
3513         rcu_read_lock();
3514         for_each_domain(cpu, tmp) {
3515                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
3516                         continue;
3517
3518                 /*
3519                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
3520                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
3521                  */
3522                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
3523                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
3524                         affine_sd = tmp;
3525                         break;
3526                 }
3527
3528                 if (tmp->flags & sd_flag)
3529                         sd = tmp;
3530         }
3531
3532         if (affine_sd) {
3533                 if (cpu != prev_cpu && wake_affine(affine_sd, p, sync))
3534                         prev_cpu = cpu;
3535
3536                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu);
3537                 goto unlock;
3538         }
3539
3540         while (sd) {
3541                 int load_idx = sd->forkexec_idx;
3542                 struct sched_group *group;
3543                 int weight;
3544
3545                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
3546                         sd = sd->child;
3547                         continue;
3548                 }
3549
3550                 if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
3551                         load_idx = sd->wake_idx;
3552
3553                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, load_idx);
3554                 if (!group) {
3555                         sd = sd->child;
3556                         continue;
3557                 }
3558
3559                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
3560                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
3561                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
3562                         sd = sd->child;
3563                         continue;
3564                 }
3565
3566                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
3567                 cpu = new_cpu;
3568                 weight = sd->span_weight;
3569                 sd = NULL;
3570                 for_each_domain(cpu, tmp) {
3571                         if (weight <= tmp->span_weight)
3572                                 break;
3573                         if (tmp->flags & sd_flag)
3574                                 sd = tmp;
3575                 }
3576                 /* while loop will break here if sd == NULL */
3577         }
3578 unlock:
3579         rcu_read_unlock();
3580
3581         return new_cpu;
3582 }
3583
3584 /*
3585  * Called immediately before a task is migrated to a new cpu; task_cpu(p) and
3586  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
3587  * previous cpu.  However, the caller only guarantees p->pi_lock is held; no
3588  * other assumptions, including the state of rq->lock, should be made.
3589  */
3590 static void
3591 migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int next_cpu)
3592 {
3593         struct sched_entity *se = &p->se;
3594         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3595
3596         /*
3597          * Load tracking: accumulate removed load so that it can be processed
3598          * when we next update owning cfs_rq under rq->lock.  Tasks contribute
3599          * to blocked load iff they have a positive decay-count.  It can never
3600          * be negative here since on-rq tasks have decay-count == 0.
3601          */
3602         if (se->avg.decay_count) {
3603                 se->avg.decay_count = -__synchronize_entity_decay(se);
3604                 atomic_long_add(se->avg.load_avg_contrib,
3605                                                 &cfs_rq->removed_load);
3606         }
3607 }
3608 #endif /* CONFIG_SMP */
3609
3610 static unsigned long
3611 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
3612 {
3613         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
3614
3615         /*
3616          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
3617          * to virtual-time in his units.
3618          *
3619          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
3620          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
3621          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
3622          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
3623          * be smaller, again penalizing the lighter task.
3624          *
3625          * This is especially important for buddies when the leftmost
3626          * task is higher priority than the buddy.
3627          */
3628         return calc_delta_fair(gran, se);
3629 }
3630
3631 /*
3632  * Should 'se' preempt 'curr'.
3633  *
3634  *             |s1
3635  *        |s2
3636  *   |s3
3637  *         g
3638  *      |<--->|c
3639  *
3640  *  w(c, s1) = -1
3641  *  w(c, s2) =  0
3642  *  w(c, s3) =  1
3643  *
3644  */
3645 static int
3646 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
3647 {
3648         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
3649
3650         if (vdiff <= 0)
3651                 return -1;
3652
3653         gran = wakeup_gran(curr, se);
3654         if (vdiff > gran)
3655                 return 1;
3656
3657         return 0;
3658 }
3659
3660 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
3661 {
3662         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
3663                 return;
3664
3665         for_each_sched_entity(se)
3666                 cfs_rq_of(se)->last = se;
3667 }
3668
3669 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
3670 {
3671         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
3672                 return;
3673
3674         for_each_sched_entity(se)
3675                 cfs_rq_of(se)->next = se;
3676 }
3677
3678 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
3679 {
3680         for_each_sched_entity(se)
3681                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
3682 }
3683
3684 /*
3685  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
3686  */
3687 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
3688 {
3689         struct task_struct *curr = rq->curr;
3690         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
3691         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
3692         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
3693         int next_buddy_marked = 0;
3694
3695         if (unlikely(se == pse))
3696                 return;
3697
3698         /*
3699          * This is possible from callers such as move_task(), in which we
3700          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
3701          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
3702          * next-buddy nomination below.
3703          */
3704         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
3705                 return;
3706
3707         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
3708                 set_next_buddy(pse);
3709                 next_buddy_marked = 1;
3710         }
3711
3712         /*
3713          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
3714          * wake up path.
3715          *
3716          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
3717          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
3718          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
3719          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
3720          * below.
3721          */
3722         if (test_tsk_need_resched(curr))
3723                 return;
3724
3725         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
3726         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
3727             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
3728                 goto preempt;
3729
3730         /*
3731          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
3732          * is driven by the tick):
3733          */
3734         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
3735                 return;
3736
3737         find_matching_se(&se, &pse);
3738         update_curr(cfs_rq_of(se));
3739         BUG_ON(!pse);
3740         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
3741                 /*
3742                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
3743                  * triggering this preemption.
3744                  */
3745                 if (!next_buddy_marked)
3746                         set_next_buddy(pse);
3747                 goto preempt;
3748         }
3749
3750         return;
3751
3752 preempt:
3753         resched_task(curr);
3754         /*
3755          * Only set the backward buddy when the current task is still
3756          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
3757          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
3758          * point, either of which can * drop the rq lock.
3759          *
3760          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
3761          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
3762          */
3763         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
3764                 return;
3765
3766         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
3767                 set_last_buddy(se);
3768 }
3769
3770 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
3771 {
3772         struct task_struct *p;
3773         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
3774         struct sched_entity *se;
3775
3776         if (!cfs_rq->nr_running)
3777                 return NULL;
3778
3779         do {
3780                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
3781                 set_next_entity(cfs_rq, se);
3782                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
3783         } while (cfs_rq);
3784
3785         p = task_of(se);
3786         if (hrtick_enabled(rq))
3787                 hrtick_start_fair(rq, p);
3788
3789         return p;
3790 }
3791
3792 /*
3793  * Account for a descheduled task:
3794  */
3795 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
3796 {
3797         struct sched_entity *se = &prev->se;
3798         struct cfs_rq *cfs_rq;
3799
3800         for_each_sched_entity(se) {
3801                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3802                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
3803         }
3804 }
3805
3806 /*
3807  * sched_yield() is very simple
3808  *
3809  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
3810  */
3811 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
3812 {
3813         struct task_struct *curr = rq->curr;
3814         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
3815         struct sched_entity *se = &curr->se;
3816
3817         /*
3818          * Are we the only task in the tree?
3819          */
3820         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
3821                 return;
3822
3823         clear_buddies(cfs_rq, se);
3824
3825         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
3826                 update_rq_clock(rq);
3827                 /*
3828                  * Update run-time statistics of the 'current'.
3829                  */
3830                 update_curr(cfs_rq);
3831                 /*
3832                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
3833                  * so we don't do microscopic update in schedule()
3834                  * and double the fastpath cost.
3835                  */
3836                  rq->skip_clock_update = 1;
3837         }
3838
3839         set_skip_buddy(se);
3840 }
3841
3842 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
3843 {
3844         struct sched_entity *se = &p->se;
3845
3846         /* throttled hierarchies are not runnable */
3847         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
3848                 return false;
3849
3850         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
3851         set_next_buddy(se);
3852
3853         yield_task_fair(rq);
3854
3855         return true;
3856 }
3857
3858 #ifdef CONFIG_SMP
3859 /**************************************************
3860  * Fair scheduling class load-balancing methods.
3861  *
3862  * BASICS
3863  *
3864  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
3865  * per-cpu scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
3866  * time to each task. This is expressed in the following equation:
3867  *
3868  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
3869  *
3870  * Where W_i,n is the n-th weight average for cpu i. The instantaneous weight
3871  * W_i,0 is defined as:
3872  *
3873  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
3874  *
3875  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on cpu i. This weight
3876  * is derived from the nice value as per prio_to_weight[].
3877  *
3878  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
3879  * weight:
3880  *
3881  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
3882  *
3883  * P_i is the cpu power (or compute capacity) of cpu i, typically it is the
3884  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
3885  * can also include other factors [XXX].
3886  *
3887  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
3888  * directly from (1):
3889  *
3890  *   imb_i,j = max{ avg(W/P), W_i/P_i } - min{ avg(W/P), W_j/P_j }    (4)
3891  *
3892  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
3893  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
3894  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
3895  *
3896  * [XXX expand on:
3897  *     - infeasible weights;
3898  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
3899  *
3900  *
3901  * SCHED DOMAINS
3902  *
3903  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
3904  * for all i,j solution, we create a tree of cpus that follows the hardware
3905  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
3906  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of cpus going up the
3907  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
3908  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of cpus in
3909  * the groups.
3910  *
3911  * This yields:
3912  *
3913  *     log_2 n     1     n
3914  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
3915  *     i = 0      2^i   2^i
3916  *                               `- size of each group
3917  *         |         |     `- number of cpus doing load-balance
3918  *         |         `- freq
3919  *         `- sum over all levels
3920  *
3921  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
3922  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
3923  *
3924  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
3925  * to every other cpu in at most O(log n) steps:
3926  *
3927  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
3928  *
3929  *             log_2 n     
3930  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
3931  *             k = 0
3932  *
3933  * And you'll find that:
3934  *
3935  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
3936  *
3937  * Showing there's indeed a path between every cpu in at most O(log n) steps.
3938  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
3939  * of:
3940  *
3941  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
3942  *
3943  *
3944  * WORK CONSERVING
3945  *
3946  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
3947  * balancing is more aggressive and has the newly idle cpu iterate up the domain
3948  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
3949  *
3950  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
3951  * time.
3952  *
3953  * [XXX more?]
3954  *
3955  *
3956  * CGROUPS
3957  *
3958  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
3959  *
3960  *                                s_k,i
3961  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
3962  *                                 S_k
3963  *
3964  * Where
3965  *
3966  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
3967  *
3968  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on cpu i.
3969  *
3970  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
3971  * property.
3972  *
3973  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
3974  *      rewrite all of this once again.]
3975  */ 
3976
3977 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
3978
3979 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
3980 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
3981 #define LBF_DST_PINNED  0x04
3982 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
3983
3984 struct lb_env {
3985         struct sched_domain     *sd;
3986
3987         struct rq               *src_rq;
3988         int                     src_cpu;
3989
3990         int                     dst_cpu;
3991         struct rq               *dst_rq;
3992
3993         struct cpumask          *dst_grpmask;
3994         int                     new_dst_cpu;
3995         enum cpu_idle_type      idle;
3996         long                    imbalance;
3997         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
3998         struct cpumask          *cpus;
3999
4000         unsigned int            flags;
4001
4002         unsigned int            loop;
4003         unsigned int            loop_break;
4004         unsigned int            loop_max;
4005 };
4006
4007 /*
4008  * move_task - move a task from one runqueue to another runqueue.
4009  * Both runqueues must be locked.
4010  */
4011 static void move_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
4012 {
4013         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
4014         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
4015         activate_task(env->dst_rq, p, 0);
4016         check_preempt_curr(env->dst_rq, p, 0);
4017 }
4018
4019 /*
4020  * Is this task likely cache-hot:
4021  */
4022 static int
4023 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
4024 {
4025         s64 delta;
4026
4027         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
4028                 return 0;
4029
4030         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
4031                 return 0;
4032
4033         /*
4034          * Buddy candidates are cache hot:
4035          */
4036         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && this_rq()->nr_running &&
4037                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
4038                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
4039                 return 1;
4040
4041         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
4042                 return 1;
4043         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
4044                 return 0;
4045
4046         delta = now - p->se.exec_start;
4047
4048         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
4049 }
4050
4051 /*
4052  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
4053  */
4054 static
4055 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
4056 {
4057         int tsk_cache_hot = 0;
4058         /*
4059          * We do not migrate tasks that are:
4060          * 1) throttled_lb_pair, or
4061          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
4062          * 3) running (obviously), or
4063          * 4) are cache-hot on their current CPU.
4064          */
4065         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
4066                 return 0;
4067
4068         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
4069                 int cpu;
4070
4071                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
4072
4073                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
4074
4075                 /*
4076                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
4077                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
4078                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
4079                  *
4080                  * Also avoid computing new_dst_cpu if we have already computed
4081                  * one in current iteration.
4082                  */
4083                 if (!env->dst_grpmask || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
4084                         return 0;
4085
4086                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
4087                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
4088                         if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
4089                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
4090                                 env->new_dst_cpu = cpu;
4091                                 break;
4092                         }
4093                 }
4094
4095                 return 0;
4096         }
4097
4098         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
4099         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
4100
4101         if (task_running(env->src_rq, p)) {
4102                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
4103                 return 0;
4104         }
4105
4106         /*
4107          * Aggressive migration if:
4108          * 1) task is cache cold, or
4109          * 2) too many balance attempts have failed.
4110          */
4111
4112         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq_clock_task(env->src_rq), env->sd);
4113         if (!tsk_cache_hot ||
4114                 env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
4115
4116                 if (tsk_cache_hot) {
4117                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
4118                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
4119                 }
4120
4121                 return 1;
4122         }
4123
4124         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
4125         return 0;
4126 }
4127
4128 /*
4129  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
4130  * part of active balancing operations within "domain".
4131  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
4132  *
4133  * Called with both runqueues locked.
4134  */
4135 static int move_one_task(struct lb_env *env)
4136 {
4137         struct task_struct *p, *n;
4138
4139         list_for_each_entry_safe(p, n, &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
4140                 if (!can_migrate_task(p, env))
4141                         continue;
4142
4143                 move_task(p, env);
4144                 /*
4145                  * Right now, this is only the second place move_task()
4146                  * is called, so we can safely collect move_task()
4147                  * stats here rather than inside move_task().
4148                  */
4149                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
4150                 return 1;
4151         }
4152         return 0;
4153 }
4154
4155 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
4156
4157 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
4158
4159 /*
4160  * move_tasks tries to move up to imbalance weighted load from busiest to
4161  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
4162  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
4163  *
4164  * Called with both runqueues locked.
4165  */
4166 static int move_tasks(struct lb_env *env)
4167 {
4168         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
4169         struct task_struct *p;
4170         unsigned long load;
4171         int pulled = 0;
4172
4173         if (env->imbalance <= 0)
4174                 return 0;
4175
4176         while (!list_empty(tasks)) {
4177                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
4178
4179                 env->loop++;
4180                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
4181                 if (env->loop > env->loop_max)
4182                         break;
4183
4184                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
4185                 if (env->loop > env->loop_break) {
4186                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
4187                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
4188                         break;
4189                 }
4190
4191                 if (!can_migrate_task(p, env))
4192                         goto next;
4193
4194                 load = task_h_load(p);
4195
4196                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
4197                         goto next;
4198
4199                 if ((load / 2) > env->imbalance)
4200                         goto next;
4201
4202                 move_task(p, env);
4203                 pulled++;
4204                 env->imbalance -= load;
4205
4206 #ifdef CONFIG_PREEMPT
4207                 /*
4208                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
4209                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
4210                  * the critical section.
4211                  */
4212                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
4213                         break;
4214 #endif
4215
4216                 /*
4217                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
4218                  * weighted load.
4219                  */
4220                 if (env->imbalance <= 0)
4221                         break;
4222
4223                 continue;
4224 next:
4225                 list_move_tail(&p->se.group_node, tasks);
4226         }
4227
4228         /*
4229          * Right now, this is one of only two places move_task() is called,
4230          * so we can safely collect move_task() stats here rather than
4231          * inside move_task().
4232          */
4233         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], pulled);
4234
4235         return pulled;
4236 }
4237
4238 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4239 /*
4240  * update tg->load_weight by folding this cpu's load_avg
4241  */
4242 static void __update_blocked_averages_cpu(struct task_group *tg, int cpu)
4243 {
4244         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
4245         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
4246
4247         /* throttled entities do not contribute to load */
4248         if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
4249                 return;
4250
4251         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
4252
4253         if (se) {
4254                 update_entity_load_avg(se, 1);
4255                 /*
4256                  * We pivot on our runnable average having decayed to zero for
4257                  * list removal.  This generally implies that all our children
4258                  * have also been removed (modulo rounding error or bandwidth
4259                  * control); however, such cases are rare and we can fix these
4260                  * at enqueue.
4261                  *
4262                  * TODO: fix up out-of-order children on enqueue.
4263                  */
4264                 if (!se->avg.runnable_avg_sum && !cfs_rq->nr_running)
4265                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4266         } else {
4267                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4268                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
4269         }
4270 }
4271
4272 static void update_blocked_averages(int cpu)
4273 {
4274         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4275         struct cfs_rq *cfs_rq;
4276         unsigned long flags;
4277
4278         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
4279         update_rq_clock(rq);
4280         /*
4281          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
4282          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
4283          */
4284         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
4285                 /*
4286                  * Note: We may want to consider periodically releasing
4287                  * rq->lock about these updates so that creating many task
4288                  * groups does not result in continually extending hold time.
4289                  */
4290                 __update_blocked_averages_cpu(cfs_rq->tg, rq->cpu);
4291         }
4292
4293         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
4294 }
4295
4296 /*
4297  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
4298  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
4299  * group is a fraction of its parents load.
4300  */
4301 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
4302 {
4303         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4304         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
4305         unsigned long now = jiffies;
4306         unsigned long load;
4307
4308         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
4309                 return;
4310
4311         cfs_rq->h_load_next = NULL;
4312         for_each_sched_entity(se) {
4313                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4314                 cfs_rq->h_load_next = se;
4315                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
4316                         break;
4317         }
4318
4319         if (!se) {
4320                 cfs_rq->h_load = cfs_rq->runnable_load_avg;
4321                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
4322         }
4323
4324         while ((se = cfs_rq->h_load_next) != NULL) {
4325                 load = cfs_rq->h_load;
4326                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg_contrib,
4327                                 cfs_rq->runnable_load_avg + 1);
4328                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
4329                 cfs_rq->h_load = load;
4330                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
4331         }
4332 }
4333
4334 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
4335 {
4336         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
4337
4338         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
4339         return div64_ul(p->se.avg.load_avg_contrib * cfs_rq->h_load,
4340                         cfs_rq->runnable_load_avg + 1);
4341 }
4342 #else
4343 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
4344 {
4345 }
4346
4347 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
4348 {
4349         return p->se.avg.load_avg_contrib;
4350 }
4351 #endif
4352
4353 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
4354 /*
4355  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
4356  */
4357 struct sg_lb_stats {
4358         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
4359         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
4360         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
4361         unsigned long load_per_task;
4362         unsigned long group_power;
4363         unsigned int sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
4364         unsigned int group_capacity;
4365         unsigned int idle_cpus;
4366         unsigned int group_weight;
4367         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
4368         int group_has_capacity; /* Is there extra capacity in the group? */
4369 };
4370
4371 /*
4372  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
4373  *               during load balancing.
4374  */
4375 struct sd_lb_stats {
4376         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
4377         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
4378         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
4379         unsigned long total_pwr;        /* Total power of all groups in sd */
4380         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
4381
4382         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
4383         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
4384 };
4385
4386 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
4387 {
4388         /*
4389          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
4390          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
4391          * We must however clear busiest_stat::avg_load because
4392          * update_sd_pick_busiest() reads this before assignment.
4393          */
4394         *sds = (struct sd_lb_stats){
4395                 .busiest = NULL,
4396                 .local = NULL,
4397                 .total_load = 0UL,
4398                 .total_pwr = 0UL,
4399                 .busiest_stat = {
4400                         .avg_load = 0UL,
4401                 },
4402         };
4403 }
4404
4405 /**
4406  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
4407  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
4408  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
4409  *
4410  * Return: The load index.
4411  */
4412 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
4413                                         enum cpu_idle_type idle)
4414 {
4415         int load_idx;
4416
4417         switch (idle) {
4418         case CPU_NOT_IDLE:
4419                 load_idx = sd->busy_idx;
4420                 break;
4421
4422         case CPU_NEWLY_IDLE:
4423                 load_idx = sd->newidle_idx;
4424                 break;
4425         default:
4426                 load_idx = sd->idle_idx;
4427                 break;
4428         }
4429
4430         return load_idx;
4431 }
4432
4433 static unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4434 {
4435         return SCHED_POWER_SCALE;
4436 }
4437
4438 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4439 {
4440         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
4441 }
4442
4443 static unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4444 {
4445         unsigned long weight = sd->span_weight;
4446         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
4447
4448         smt_gain /= weight;
4449
4450         return smt_gain;
4451 }
4452
4453 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4454 {
4455         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
4456 }
4457
4458 static unsigned long scale_rt_power(int cpu)
4459 {
4460         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4461         u64 total, available, age_stamp, avg;
4462
4463         /*
4464          * Since we're reading these variables without serialization make sure
4465          * we read them once before doing sanity checks on them.
4466          */
4467         age_stamp = ACCESS_ONCE(rq->age_stamp);
4468         avg = ACCESS_ONCE(rq->rt_avg);
4469
4470         total = sched_avg_period() + (rq_clock(rq) - age_stamp);
4471
4472         if (unlikely(total < avg)) {
4473                 /* Ensures that power won't end up being negative */
4474                 available = 0;
4475         } else {
4476                 available = total - avg;
4477         }
4478
4479         if (unlikely((s64)total < SCHED_POWER_SCALE))
4480                 total = SCHED_POWER_SCALE;
4481
4482         total >>= SCHED_POWER_SHIFT;
4483
4484         return div_u64(available, total);
4485 }
4486
4487 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4488 {
4489         unsigned long weight = sd->span_weight;
4490         unsigned long power = SCHED_POWER_SCALE;
4491         struct sched_group *sdg = sd->groups;
4492
4493         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
4494                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
4495                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
4496                 else
4497                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
4498
4499                 power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
4500         }
4501
4502         sdg->sgp->power_orig = power;
4503
4504         if (sched_feat(ARCH_POWER))
4505                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
4506         else
4507                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
4508
4509         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
4510
4511         power *= scale_rt_power(cpu);
4512         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
4513
4514         if (!power)
4515                 power = 1;
4516
4517         cpu_rq(cpu)->cpu_power = power;
4518         sdg->sgp->power = power;
4519 }
4520
4521 void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4522 {
4523         struct sched_domain *child = sd->child;
4524         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
4525         unsigned long power, power_orig;
4526         unsigned long interval;
4527
4528         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
4529         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
4530         sdg->sgp->next_update = jiffies + interval;
4531
4532         if (!child) {
4533                 update_cpu_power(sd, cpu);
4534                 return;
4535         }
4536
4537         power_orig = power = 0;
4538
4539         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
4540                 /*
4541                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
4542                  * span the current group.
4543                  */
4544
4545                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg)) {
4546                         struct sched_group *sg = cpu_rq(cpu)->sd->groups;
4547
4548                         power_orig += sg->sgp->power_orig;
4549                         power += sg->sgp->power;
4550                 }
4551         } else  {
4552                 /*
4553                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
4554                  * span the current group.
4555                  */ 
4556
4557                 group = child->groups;
4558                 do {
4559                         power_orig += group->sgp->power_orig;
4560                         power += group->sgp->power;
4561                         group = group->next;
4562                 } while (group != child->groups);
4563         }
4564
4565         sdg->sgp->power_orig = power_orig;
4566         sdg->sgp->power = power;
4567 }
4568
4569 /*
4570  * Try and fix up capacity for tiny siblings, this is needed when
4571  * things like SD_ASYM_PACKING need f_b_g to select another sibling
4572  * which on its own isn't powerful enough.
4573  *
4574  * See update_sd_pick_busiest() and check_asym_packing().
4575  */
4576 static inline int
4577 fix_small_capacity(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group)
4578 {
4579         /*
4580          * Only siblings can have significantly less than SCHED_POWER_SCALE
4581          */
4582         if (!(sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER))
4583                 return 0;
4584
4585         /*
4586          * If ~90% of the cpu_power is still there, we're good.
4587          */
4588         if (group->sgp->power * 32 > group->sgp->power_orig * 29)
4589                 return 1;
4590
4591         return 0;
4592 }
4593
4594 /*
4595  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
4596  * groups is inadequate due to tsk_cpus_allowed() constraints.
4597  *
4598  * Imagine a situation of two groups of 4 cpus each and 4 tasks each with a
4599  * cpumask covering 1 cpu of the first group and 3 cpus of the second group.
4600  * Something like:
4601  *
4602  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
4603  *              *     * * *
4604  *
4605  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
4606  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
4607  * cpu 3 and leave one of the cpus in the second group unused.
4608  *
4609  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
4610  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
4611  * moving tasks due to affinity constraints.
4612  *
4613  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
4614  * update_sd_pick_busiest(). And calculcate_imbalance() and
4615  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
4616  * to create an effective group imbalance.
4617  *
4618  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
4619  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
4620  * subtle and fragile situation.
4621  */
4622
4623 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
4624 {
4625         return group->sgp->imbalance;
4626 }
4627
4628 /*
4629  * Compute the group capacity.
4630  *
4631  * Avoid the issue where N*frac(smt_power) >= 1 creates 'phantom' cores by
4632  * first dividing out the smt factor and computing the actual number of cores
4633  * and limit power unit capacity with that.
4634  */
4635 static inline int sg_capacity(struct lb_env *env, struct sched_group *group)
4636 {
4637         unsigned int capacity, smt, cpus;
4638         unsigned int power, power_orig;
4639
4640         power = group->sgp->power;
4641         power_orig = group->sgp->power_orig;
4642         cpus = group->group_weight;
4643
4644         /* smt := ceil(cpus / power), assumes: 1 < smt_power < 2 */
4645         smt = DIV_ROUND_UP(SCHED_POWER_SCALE * cpus, power_orig);
4646         capacity = cpus / smt; /* cores */
4647
4648         capacity = min_t(unsigned, capacity, DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_POWER_SCALE));
4649         if (!capacity)
4650                 capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
4651
4652         return capacity;
4653 }
4654
4655 /**
4656  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
4657  * @env: The load balancing environment.
4658  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
4659  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
4660  * @local_group: Does group contain this_cpu.
4661  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
4662  */
4663 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
4664                         struct sched_group *group, int load_idx,
4665                         int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
4666 {
4667         unsigned long nr_running;
4668         unsigned long load;
4669         int i;
4670
4671         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
4672
4673         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
4674                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
4675
4676                 nr_running = rq->nr_running;
4677
4678                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
4679                 if (local_group)
4680                         load = target_load(i, load_idx);
4681                 else
4682                         load = source_load(i, load_idx);
4683
4684                 sgs->group_load += load;
4685                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
4686                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
4687                 if (idle_cpu(i))
4688                         sgs->idle_cpus++;
4689         }
4690
4691         /* Adjust by relative CPU power of the group */
4692         sgs->group_power = group->sgp->power;
4693         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_POWER_SCALE) / sgs->group_power;
4694
4695         if (sgs->sum_nr_running)
4696                 sgs->load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
4697
4698         sgs->group_weight = group->group_weight;
4699
4700         sgs->group_imb = sg_imbalanced(group);
4701         sgs->group_capacity = sg_capacity(env, group);
4702
4703         if (sgs->group_capacity > sgs->sum_nr_running)
4704                 sgs->group_has_capacity = 1;
4705 }
4706
4707 /**
4708  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
4709  * @env: The load balancing environment.
4710  * @sds: sched_domain statistics
4711  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
4712  * @sgs: sched_group statistics
4713  *
4714  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
4715  * busiest group.
4716  *
4717  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
4718  * busiest group. %false otherwise.
4719  */
4720 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
4721                                    struct sd_lb_stats *sds,
4722                                    struct sched_group *sg,
4723                                    struct sg_lb_stats *sgs)
4724 {
4725         if (sgs->avg_load <= sds->busiest_stat.avg_load)
4726                 return false;
4727
4728         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity)
4729                 return true;
4730
4731         if (sgs->group_imb)
4732                 return true;
4733
4734         /*
4735          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
4736          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
4737          * higher than ourself as busy.
4738          */
4739         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && sgs->sum_nr_running &&
4740             env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
4741                 if (!sds->busiest)
4742                         return true;
4743
4744                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
4745                         return true;
4746         }
4747
4748         return false;
4749 }
4750
4751 /**
4752  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
4753  * @env: The load balancing environment.
4754  * @balance: Should we balance.
4755  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
4756  */
4757 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env,
4758                                         struct sd_lb_stats *sds)
4759 {
4760         struct sched_domain *child = env->sd->child;
4761         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
4762         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
4763         int load_idx, prefer_sibling = 0;
4764
4765         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
4766                 prefer_sibling = 1;
4767
4768         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
4769
4770         do {
4771                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
4772                 int local_group;
4773
4774                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
4775                 if (local_group) {
4776                         sds->local = sg;
4777                         sgs = &sds->local_stat;
4778
4779                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
4780                             time_after_eq(jiffies, sg->sgp->next_update))
4781                                 update_group_power(env->sd, env->dst_cpu);
4782                 }
4783
4784                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, sgs);
4785
4786                 if (local_group)
4787                         goto next_group;
4788
4789                 /*
4790                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
4791                  * first, lower the sg capacity to one so that we'll try
4792                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
4793                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
4794                  * these excess tasks, i.e. nr_running < group_capacity. The
4795                  * extra check prevents the case where you always pull from the
4796                  * heaviest group when it is already under-utilized (possible
4797                  * with a large weight task outweighs the tasks on the system).
4798                  */
4799                 if (prefer_sibling && sds->local &&
4800                     sds->local_stat.group_has_capacity)
4801                         sgs->group_capacity = min(sgs->group_capacity, 1U);
4802
4803                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
4804                         sds->busiest = sg;
4805                         sds->busiest_stat = *sgs;
4806                 }
4807
4808 next_group:
4809                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
4810                 sds->total_load += sgs->group_load;
4811                 sds->total_pwr += sgs->group_power;
4812
4813                 sg = sg->next;
4814         } while (sg != env->sd->groups);
4815 }
4816
4817 /**
4818  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
4819  *                      sched doman.
4820  *
4821  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
4822  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
4823  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
4824  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
4825  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
4826  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
4827  *
4828  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
4829  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
4830  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
4831  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
4832  * number.
4833  *
4834  * Return: 1 when packing is required and a task should be moved to
4835  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
4836  *
4837  * @env: The load balancing environment.
4838  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
4839  */
4840 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
4841 {
4842         int busiest_cpu;
4843
4844         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
4845                 return 0;
4846
4847         if (!sds->busiest)
4848                 return 0;
4849
4850         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
4851         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
4852                 return 0;
4853
4854         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
4855                 sds->busiest_stat.avg_load * sds->busiest_stat.group_power,
4856                 SCHED_POWER_SCALE);
4857
4858         return 1;
4859 }
4860
4861 /**
4862  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
4863  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
4864  *                      load balancing.
4865  * @env: The load balancing environment.
4866  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
4867  */
4868 static inline
4869 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
4870 {
4871         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
4872         unsigned int imbn = 2;
4873         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
4874         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
4875
4876         local = &sds->local_stat;
4877         busiest = &sds->busiest_stat;
4878
4879         if (!local->sum_nr_running)
4880                 local->load_per_task = cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
4881         else if (busiest->load_per_task > local->load_per_task)
4882                 imbn = 1;
4883
4884         scaled_busy_load_per_task =
4885                 (busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
4886                 busiest->group_power;
4887
4888         if (busiest->avg_load + scaled_busy_load_per_task >=
4889             local->avg_load + (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
4890                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
4891                 return;
4892         }
4893
4894         /*
4895          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
4896          * however we may be able to increase total CPU power used by
4897          * moving them.
4898          */
4899
4900         pwr_now += busiest->group_power *
4901                         min(busiest->load_per_task, busiest->avg_load);
4902         pwr_now += local->group_power *
4903                         min(local->load_per_task, local->avg_load);
4904         pwr_now /= SCHED_POWER_SCALE;
4905
4906         /* Amount of load we'd subtract */
4907         tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
4908                 busiest->group_power;
4909         if (busiest->avg_load > tmp) {
4910                 pwr_move += busiest->group_power *
4911                             min(busiest->load_per_task,
4912                                 busiest->avg_load - tmp);
4913         }
4914
4915         /* Amount of load we'd add */
4916         if (busiest->avg_load * busiest->group_power <
4917             busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) {
4918                 tmp = (busiest->avg_load * busiest->group_power) /
4919                       local->group_power;
4920         } else {
4921                 tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
4922                       local->group_power;
4923         }
4924         pwr_move += local->group_power *
4925                     min(local->load_per_task, local->avg_load + tmp);
4926         pwr_move /= SCHED_POWER_SCALE;
4927
4928         /* Move if we gain throughput */
4929         if (pwr_move > pwr_now)
4930                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
4931 }
4932
4933 /**
4934  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
4935  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
4936  * @env: load balance environment
4937  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
4938  */
4939 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
4940 {
4941         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
4942         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
4943
4944         local = &sds->local_stat;
4945         busiest = &sds->busiest_stat;
4946
4947         if (busiest->group_imb) {
4948                 /*
4949                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
4950                  * to ensure cpu-load equilibrium, look at wider averages. XXX
4951                  */
4952                 busiest->load_per_task =
4953                         min(busiest->load_per_task, sds->avg_load);
4954         }
4955
4956         /*
4957          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
4958          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
4959          * its cpu_power, while calculating max_load..)
4960          */
4961         if (busiest->avg_load <= sds->avg_load ||
4962             local->avg_load >= sds->avg_load) {
4963                 env->imbalance = 0;
4964                 return fix_small_imbalance(env, sds);
4965         }
4966
4967         if (!busiest->group_imb) {
4968                 /*
4969                  * Don't want to pull so many tasks that a group would go idle.
4970                  * Except of course for the group_imb case, since then we might
4971                  * have to drop below capacity to reach cpu-load equilibrium.
4972                  */
4973                 load_above_capacity =
4974                         (busiest->sum_nr_running - busiest->group_capacity);
4975
4976                 load_above_capacity *= (SCHED_LOAD_SCALE * SCHED_POWER_SCALE);
4977                 load_above_capacity /= busiest->group_power;
4978         }
4979
4980         /*
4981          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
4982          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
4983          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
4984          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
4985          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
4986          * for the minimum possible imbalance.
4987          */
4988         max_pull = min(busiest->avg_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
4989
4990         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
4991         env->imbalance = min(
4992                 max_pull * busiest->group_power,
4993                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_power
4994         ) / SCHED_POWER_SCALE;
4995
4996         /*
4997          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
4998          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
4999          * a think about bumping its value to force at least one task to be
5000          * moved
5001          */
5002         if (env->imbalance < busiest->load_per_task)
5003                 return fix_small_imbalance(env, sds);
5004 }
5005
5006 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
5007
5008 /**
5009  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
5010  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
5011  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
5012  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
5013  * such a group exists.
5014  *
5015  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
5016  * to restore balance.
5017  *
5018  * @env: The load balancing environment.
5019  *
5020  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
5021  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
5022  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
5023  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
5024  */
5025 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
5026 {
5027         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
5028         struct sd_lb_stats sds;
5029
5030         init_sd_lb_stats(&sds);
5031
5032         /*
5033          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
5034          * this level.
5035          */
5036         update_sd_lb_stats(env, &sds);
5037         local = &sds.local_stat;
5038         busiest = &sds.busiest_stat;
5039
5040         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
5041             check_asym_packing(env, &sds))
5042                 return sds.busiest;
5043
5044         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
5045         if (!sds.busiest || busiest->sum_nr_running == 0)
5046                 goto out_balanced;
5047
5048         sds.avg_load = (SCHED_POWER_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
5049
5050         /*
5051          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
5052          * work because they assume all things are equal, which typically
5053          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
5054          */
5055         if (busiest->group_imb)
5056                 goto force_balance;
5057
5058         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
5059         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && local->group_has_capacity &&
5060             !busiest->group_has_capacity)
5061                 goto force_balance;
5062
5063         /*
5064          * If the local group is more busy than the selected busiest group
5065          * don't try and pull any tasks.
5066          */
5067         if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
5068                 goto out_balanced;
5069
5070         /*
5071          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
5072          * average load.
5073          */
5074         if (local->avg_load >= sds.avg_load)
5075                 goto out_balanced;
5076
5077         if (env->idle == CPU_IDLE) {
5078                 /*
5079                  * This cpu is idle. If the busiest group load doesn't
5080                  * have more tasks than the number of available cpu's and
5081                  * there is no imbalance between this and busiest group
5082                  * wrt to idle cpu's, it is balanced.
5083                  */
5084                 if ((local->idle_cpus < busiest->idle_cpus) &&
5085                     busiest->sum_nr_running <= busiest->group_weight)
5086                         goto out_balanced;
5087         } else {
5088                 /*
5089                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
5090                  * imbalance_pct to be conservative.
5091                  */
5092                 if (100 * busiest->avg_load <=
5093                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
5094                         goto out_balanced;
5095         }
5096
5097 force_balance:
5098         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
5099         calculate_imbalance(env, &sds);
5100         return sds.busiest;
5101
5102 out_balanced:
5103         env->imbalance = 0;
5104         return NULL;
5105 }
5106
5107 /*
5108  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
5109  */
5110 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
5111                                      struct sched_group *group)
5112 {
5113         struct rq *busiest = NULL, *rq;
5114         unsigned long busiest_load = 0, busiest_power = 1;
5115         int i;
5116
5117         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
5118                 unsigned long power = power_of(i);
5119                 unsigned long capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power,
5120                                                            SCHED_POWER_SCALE);
5121                 unsigned long wl;
5122
5123                 if (!capacity)
5124                         capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
5125
5126                 rq = cpu_rq(i);
5127                 wl = weighted_cpuload(i);
5128
5129                 /*
5130                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
5131                  * which is not scaled with the cpu power.
5132                  */
5133                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance)
5134                         continue;
5135
5136                 /*
5137                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
5138                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu power, so that
5139                  * the load can be moved away from the cpu that is potentially
5140                  * running at a lower capacity.
5141                  *
5142                  * Thus we're looking for max(wl_i / power_i), crosswise
5143                  * multiplication to rid ourselves of the division works out
5144                  * to: wl_i * power_j > wl_j * power_i;  where j is our
5145                  * previous maximum.
5146                  */
5147                 if (wl * busiest_power > busiest_load * power) {
5148                         busiest_load = wl;
5149                         busiest_power = power;
5150                         busiest = rq;
5151                 }
5152         }
5153
5154         return busiest;
5155 }
5156
5157 /*
5158  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
5159  * so long as it is large enough.
5160  */
5161 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
5162
5163 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
5164 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
5165
5166 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
5167 {
5168         struct sched_domain *sd = env->sd;
5169
5170         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
5171
5172                 /*
5173                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
5174                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
5175                  * lowest numbered CPUs.
5176                  */
5177                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
5178                         return 1;
5179         }
5180
5181         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
5182 }
5183
5184 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
5185
5186 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
5187 {
5188         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
5189         struct cpumask *sg_cpus, *sg_mask;
5190         int cpu, balance_cpu = -1;
5191
5192         /*
5193          * In the newly idle case, we will allow all the cpu's
5194          * to do the newly idle load balance.
5195          */
5196         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
5197                 return 1;
5198
5199         sg_cpus = sched_group_cpus(sg);
5200         sg_mask = sched_group_mask(sg);
5201         /* Try to find first idle cpu */
5202         for_each_cpu_and(cpu, sg_cpus, env->cpus) {
5203                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, sg_mask) || !idle_cpu(cpu))
5204                         continue;
5205
5206                 balance_cpu = cpu;
5207                 break;
5208         }
5209
5210         if (balance_cpu == -1)
5211                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
5212
5213         /*
5214          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
5215          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
5216          */
5217         return balance_cpu == env->dst_cpu;
5218 }
5219
5220 /*
5221  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
5222  * tasks if there is an imbalance.
5223  */
5224 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
5225                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
5226                         int *continue_balancing)
5227 {
5228         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
5229         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
5230         struct sched_group *group;
5231         struct rq *busiest;
5232         unsigned long flags;
5233         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_mask);
5234
5235         struct lb_env env = {
5236                 .sd             = sd,
5237                 .dst_cpu        = this_cpu,
5238                 .dst_rq         = this_rq,
5239                 .dst_grpmask    = sched_group_cpus(sd->groups),
5240                 .idle           = idle,
5241                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
5242                 .cpus           = cpus,
5243         };
5244
5245         /*
5246          * For NEWLY_IDLE load_balancing, we don't need to consider
5247          * other cpus in our group
5248          */
5249         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
5250                 env.dst_grpmask = NULL;
5251
5252         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
5253
5254         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
5255
5256 redo:
5257         if (!should_we_balance(&env)) {
5258                 *continue_balancing = 0;
5259                 goto out_balanced;
5260         }
5261
5262         group = find_busiest_group(&env);
5263         if (!group) {
5264                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
5265                 goto out_balanced;
5266         }
5267
5268         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
5269         if (!busiest) {
5270                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
5271                 goto out_balanced;
5272         }
5273
5274         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
5275
5276         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
5277
5278         ld_moved = 0;
5279         if (busiest->nr_running > 1) {
5280                 /*
5281                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
5282                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
5283                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
5284                  * correctly treated as an imbalance.
5285                  */
5286                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
5287                 env.src_cpu   = busiest->cpu;
5288                 env.src_rq    = busiest;
5289                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
5290
5291 more_balance:
5292                 local_irq_save(flags);
5293                 double_rq_lock(env.dst_rq, busiest);
5294
5295                 /*
5296                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
5297                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
5298                  */
5299                 cur_ld_moved = move_tasks(&env);
5300                 ld_moved += cur_ld_moved;
5301                 double_rq_unlock(env.dst_rq, busiest);
5302                 local_irq_restore(flags);
5303
5304                 /*
5305                  * some other cpu did the load balance for us.
5306                  */
5307                 if (cur_ld_moved && env.dst_cpu != smp_processor_id())
5308                         resched_cpu(env.dst_cpu);
5309
5310                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
5311                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
5312                         goto more_balance;
5313                 }
5314
5315                 /*
5316                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
5317                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
5318                  * where they can run. The upper limit on how many times we
5319                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
5320                  * sched_group.
5321                  *
5322                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
5323                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
5324                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
5325                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
5326                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
5327                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
5328                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
5329                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
5330                  * This however should not happen so much in practice and
5331                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
5332                  * excess load moved.
5333                  */
5334                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
5335
5336                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
5337                         cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
5338
5339                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
5340                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
5341                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
5342                         env.loop         = 0;
5343                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
5344
5345                         /*
5346                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
5347                          * need to continue with same src_cpu.
5348                          */
5349                         goto more_balance;
5350                 }
5351
5352                 /*
5353                  * We failed to reach balance because of affinity.
5354                  */
5355                 if (sd_parent) {
5356                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgp->imbalance;
5357
5358                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0) {
5359                                 *group_imbalance = 1;
5360                         } else if (*group_imbalance)
5361                                 *group_imbalance = 0;
5362                 }
5363
5364                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
5365                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
5366                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
5367                         if (!cpumask_empty(cpus)) {
5368                                 env.loop = 0;
5369                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
5370                                 goto redo;
5371                         }
5372                         goto out_balanced;
5373                 }
5374         }
5375
5376         if (!ld_moved) {
5377                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
5378                 /*
5379                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
5380                  * We do not want newidle balance, which can be very
5381                  * frequent, pollute the failure counter causing
5382                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
5383                  */
5384                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
5385                         sd->nr_balance_failed++;
5386
5387                 if (need_active_balance(&env)) {
5388                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
5389
5390                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
5391                          * if the curr task on busiest cpu can't be
5392                          * moved to this_cpu
5393                          */
5394                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
5395                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
5396                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
5397                                                             flags);
5398                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
5399                                 goto out_one_pinned;
5400                         }
5401
5402                         /*
5403                          * ->active_balance synchronizes accesses to
5404                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
5405                          * only after active load balance is finished.
5406                          */
5407                         if (!busiest->active_balance) {
5408                                 busiest->active_balance = 1;
5409                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
5410                                 active_balance = 1;
5411                         }
5412                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
5413
5414                         if (active_balance) {
5415                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
5416                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
5417                                         &busiest->active_balance_work);
5418                         }
5419
5420                         /*
5421                          * We've kicked active balancing, reset the failure
5422                          * counter.
5423                          */
5424                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
5425                 }
5426         } else
5427                 sd->nr_balance_failed = 0;
5428
5429         if (likely(!active_balance)) {
5430                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
5431                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
5432         } else {
5433                 /*
5434                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
5435                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
5436                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
5437                  * move_tasks).
5438                  */
5439                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
5440                         sd->balance_interval *= 2;
5441         }
5442
5443         goto out;
5444
5445 out_balanced:
5446         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
5447
5448         sd->nr_balance_failed = 0;
5449
5450 out_one_pinned:
5451         /* tune up the balancing interval */
5452         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
5453                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
5454                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
5455                 sd->balance_interval *= 2;
5456
5457         ld_moved = 0;
5458 out:
5459         return ld_moved;
5460 }
5461
5462 /*
5463  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
5464  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
5465  */
5466 void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
5467 {
5468         struct sched_domain *sd;
5469         int pulled_task = 0;
5470         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
5471         u64 curr_cost = 0;
5472
5473         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
5474
5475         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
5476                 return;
5477
5478         /*
5479          * Drop the rq->lock, but keep IRQ/preempt disabled.
5480          */
5481         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
5482
5483         update_blocked_averages(this_cpu);
5484         rcu_read_lock();
5485         for_each_domain(this_cpu, sd) {
5486                 unsigned long interval;
5487                 int continue_balancing = 1;
5488                 u64 t0, domain_cost;
5489
5490                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
5491                         continue;
5492
5493                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost)
5494                         break;
5495
5496                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
5497                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
5498
5499                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
5500                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
5501                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
5502                                                    &continue_balancing);
5503
5504                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
5505                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
5506                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
5507
5508                         curr_cost += domain_cost;
5509                 }
5510
5511                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
5512                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
5513                         next_balance = sd->last_balance + interval;
5514                 if (pulled_task) {
5515                         this_rq->idle_stamp = 0;
5516                         break;
5517                 }
5518         }
5519         rcu_read_unlock();
5520
5521         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
5522
5523         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
5524                 /*
5525                  * We are going idle. next_balance may be set based on
5526                  * a busy processor. So reset next_balance.
5527                  */
5528                 this_rq->next_balance = next_balance;
5529         }
5530
5531         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
5532                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
5533 }
5534
5535 /*
5536  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
5537  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
5538  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
5539  * avoids physical / logical imbalances.
5540  */
5541 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
5542 {
5543         struct rq *busiest_rq = data;
5544         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
5545         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
5546         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
5547         struct sched_domain *sd;
5548
5549         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
5550
5551         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
5552         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
5553                      !busiest_rq->active_balance))
5554                 goto out_unlock;
5555
5556         /* Is there any task to move? */
5557         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
5558                 goto out_unlock;
5559
5560         /*
5561          * This condition is "impossible", if it occurs
5562          * we need to fix it. Originally reported by
5563          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
5564          */
5565         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
5566
5567         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
5568         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
5569
5570         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
5571         rcu_read_lock();
5572         for_each_domain(target_cpu, sd) {
5573                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
5574                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
5575                                 break;
5576         }
5577
5578         if (likely(sd)) {
5579                 struct lb_env env = {
5580                         .sd             = sd,
5581                         .dst_cpu        = target_cpu,
5582                         .dst_rq         = target_rq,
5583                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
5584                         .src_rq         = busiest_rq,
5585                         .idle           = CPU_IDLE,
5586                 };
5587
5588                 schedstat_inc(sd, alb_count);
5589
5590                 if (move_one_task(&env))
5591                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
5592                 else
5593                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
5594         }
5595         rcu_read_unlock();
5596         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
5597 out_unlock:
5598         busiest_rq->active_balance = 0;
5599         raw_spin_unlock_irq(&busiest_rq->lock);
5600         return 0;
5601 }
5602
5603 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5604 /*
5605  * idle load balancing details
5606  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
5607  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
5608  *   load balancing for all the idle CPUs.
5609  */
5610 static struct {
5611         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
5612         atomic_t nr_cpus;
5613         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
5614 } nohz ____cacheline_aligned;
5615
5616 static inline int find_new_ilb(int call_cpu)
5617 {
5618         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
5619
5620         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
5621                 return ilb;
5622
5623         return nr_cpu_ids;
5624 }
5625
5626 /*
5627  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
5628  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
5629  * CPU (if there is one).
5630  */
5631 static void nohz_balancer_kick(int cpu)
5632 {
5633         int ilb_cpu;
5634
5635         nohz.next_balance++;
5636
5637         ilb_cpu = find_new_ilb(cpu);
5638
5639         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
5640                 return;
5641
5642         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
5643                 return;
5644         /*
5645          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
5646          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
5647          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
5648          * will be run before returning from the IPI.
5649          */
5650         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
5651         return;
5652 }
5653
5654 static inline void nohz_balance_exit_idle(int cpu)
5655 {
5656         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
5657                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
5658                 atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
5659                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
5660         }
5661 }
5662
5663 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
5664 {
5665         struct sched_domain *sd;
5666
5667         rcu_read_lock();
5668         sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq()->sd);
5669
5670         if (!sd || !sd->nohz_idle)
5671                 goto unlock;
5672         sd->nohz_idle = 0;
5673
5674         for (; sd; sd = sd->parent)
5675                 atomic_inc(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
5676 unlock:
5677         rcu_read_unlock();
5678 }
5679
5680 void set_cpu_sd_state_idle(void)
5681 {
5682         struct sched_domain *sd;
5683
5684         rcu_read_lock();
5685         sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq()->sd);
5686
5687         if (!sd || sd->nohz_idle)
5688                 goto unlock;
5689         sd->nohz_idle = 1;
5690
5691         for (; sd; sd = sd->parent)
5692                 atomic_dec(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
5693 unlock:
5694         rcu_read_unlock();
5695 }
5696
5697 /*
5698  * This routine will record that the cpu is going idle with tick stopped.
5699  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
5700  */
5701 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
5702 {
5703         /*
5704          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
5705          */
5706         if (!cpu_active(cpu))
5707                 return;
5708
5709         if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
5710                 return;
5711
5712         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
5713         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
5714         set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
5715 }
5716
5717 static int sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
5718                                         unsigned long action, void *hcpu)
5719 {
5720         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5721         case CPU_DYING:
5722                 nohz_balance_exit_idle(smp_processor_id());
5723                 return NOTIFY_OK;
5724         default:
5725                 return NOTIFY_DONE;
5726         }
5727 }
5728 #endif
5729
5730 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
5731
5732 /*
5733  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
5734  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
5735  */
5736 void update_max_interval(void)
5737 {
5738         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
5739 }
5740
5741 /*
5742  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
5743  * and initiates a balancing operation if so.
5744  *
5745  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
5746  */
5747 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
5748 {
5749         int continue_balancing = 1;
5750         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5751         unsigned long interval;
5752         struct sched_domain *sd;
5753         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
5754         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
5755         int update_next_balance = 0;
5756         int need_serialize, need_decay = 0;
5757         u64 max_cost = 0;
5758
5759         update_blocked_averages(cpu);
5760
5761         rcu_read_lock();
5762         for_each_domain(cpu, sd) {
5763                 /*
5764                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
5765                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
5766                  */
5767                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
5768                         sd->max_newidle_lb_cost =
5769                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
5770                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
5771                         need_decay = 1;
5772                 }
5773                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
5774
5775                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
5776                         continue;
5777
5778                 /*
5779                  * Stop the load balance at this level. There is another
5780                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
5781                  * actively.
5782                  */
5783                 if (!continue_balancing) {
5784                         if (need_decay)
5785                                 continue;
5786                         break;
5787                 }
5788
5789                 interval = sd->balance_interval;
5790                 if (idle != CPU_IDLE)
5791                         interval *= sd->busy_factor;
5792
5793                 /* scale ms to jiffies */
5794                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
5795                 interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
5796
5797                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
5798
5799                 if (need_serialize) {
5800                         if (!spin_trylock(&balancing))
5801                                 goto out;
5802                 }
5803
5804                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
5805                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
5806                                 /*
5807                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
5808                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
5809                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
5810                                  */
5811                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
5812                         }
5813                         sd->last_balance = jiffies;
5814                 }
5815                 if (need_serialize)
5816                         spin_unlock(&balancing);
5817 out:
5818                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
5819                         next_balance = sd->last_balance + interval;
5820                         update_next_balance = 1;
5821                 }
5822         }
5823         if (need_decay) {
5824                 /*
5825                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
5826                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
5827                  */
5828                 rq->max_idle_balance_cost =
5829                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
5830         }
5831         rcu_read_unlock();
5832
5833         /*
5834          * next_balance will be updated only when there is a need.
5835          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
5836          * updated.
5837          */
5838         if (likely(update_next_balance))
5839                 rq->next_balance = next_balance;
5840 }
5841
5842 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5843 /*
5844  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
5845  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
5846  */
5847 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle)
5848 {
5849         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
5850         struct rq *rq;
5851         int balance_cpu;
5852
5853         if (idle != CPU_IDLE ||
5854             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
5855                 goto end;
5856
5857         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
5858                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
5859                         continue;
5860
5861                 /*
5862                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
5863                  * work being done for other cpus. Next load
5864                  * balancing owner will pick it up.
5865                  */
5866                 if (need_resched())
5867                         break;
5868
5869                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
5870
5871                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
5872                 update_rq_clock(rq);
5873                 update_idle_cpu_load(rq);
5874                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
5875
5876                 rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
5877
5878                 if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
5879                         this_rq->next_balance = rq->next_balance;
5880         }
5881         nohz.next_balance = this_rq->next_balance;
5882 end:
5883         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
5884 }
5885
5886 /*
5887  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
5888  * of an idle cpu is the system.
5889  *   - This rq has more than one task.
5890  *   - At any scheduler domain level, this cpu's scheduler group has multiple
5891  *     busy cpu's exceeding the group's power.
5892  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
5893  *     domain span are idle.
5894  */
5895 static inline int nohz_kick_needed(struct rq *rq, int cpu)
5896 {
5897         unsigned long now = jiffies;
5898         struct sched_domain *sd;
5899
5900         if (unlikely(idle_cpu(cpu)))
5901                 return 0;
5902
5903        /*
5904         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
5905         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
5906         */
5907         set_cpu_sd_state_busy();
5908         nohz_balance_exit_idle(cpu);
5909
5910         /*
5911          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
5912          * balancing.
5913          */
5914         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
5915                 return 0;
5916
5917         if (time_before(now, nohz.next_balance))
5918                 return 0;
5919
5920         if (rq->nr_running >= 2)
5921                 goto need_kick;
5922
5923         rcu_read_lock();
5924         for_each_domain(cpu, sd) {
5925                 struct sched_group *sg = sd->groups;
5926                 struct sched_group_power *sgp = sg->sgp;
5927                 int nr_busy = atomic_read(&sgp->nr_busy_cpus);
5928
5929                 if (sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES && nr_busy > 1)
5930                         goto need_kick_unlock;
5931
5932                 if (sd->flags & SD_ASYM_PACKING && nr_busy != sg->group_weight
5933                     && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
5934                                           sched_domain_span(sd)) < cpu))
5935                         goto need_kick_unlock;
5936
5937                 if (!(sd->flags & (SD_SHARE_PKG_RESOURCES | SD_ASYM_PACKING)))
5938                         break;
5939         }
5940         rcu_read_unlock();
5941         return 0;
5942
5943 need_kick_unlock:
5944         rcu_read_unlock();
5945 need_kick:
5946         return 1;
5947 }
5948 #else
5949 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle) { }
5950 #endif
5951
5952 /*
5953  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
5954  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
5955  */
5956 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
5957 {
5958         int this_cpu = smp_processor_id();
5959         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
5960         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
5961                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
5962
5963         rebalance_domains(this_cpu, idle);
5964
5965         /*
5966          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
5967          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
5968          * stopped.
5969          */
5970         nohz_idle_balance(this_cpu, idle);
5971 }
5972
5973 static inline int on_null_domain(int cpu)
5974 {
5975         return !rcu_dereference_sched(cpu_rq(cpu)->sd);
5976 }
5977
5978 /*
5979  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
5980  */
5981 void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
5982 {
5983         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
5984         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
5985             likely(!on_null_domain(cpu)))
5986                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
5987 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5988         if (nohz_kick_needed(rq, cpu) && likely(!on_null_domain(cpu)))
5989                 nohz_balancer_kick(cpu);
5990 #endif
5991 }
5992
5993 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
5994 {
5995         update_sysctl();
5996 }
5997
5998 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
5999 {
6000         update_sysctl();
6001
6002         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
6003         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
6004 }
6005
6006 #endif /* CONFIG_SMP */
6007
6008 /*
6009  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
6010  */
6011 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
6012 {
6013         struct cfs_rq *cfs_rq;
6014         struct sched_entity *se = &curr->se;
6015
6016         for_each_sched_entity(se) {
6017                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6018                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
6019         }
6020
6021         if (numabalancing_enabled)
6022                 task_tick_numa(rq, curr);
6023
6024         update_rq_runnable_avg(rq, 1);
6025 }
6026
6027 /*
6028  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
6029  *  - child not yet on the tasklist
6030  *  - preemption disabled
6031  */
6032 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
6033 {
6034         struct cfs_rq *cfs_rq;
6035         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
6036         int this_cpu = smp_processor_id();
6037         struct rq *rq = this_rq();
6038         unsigned long flags;
6039
6040         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6041
6042         update_rq_clock(rq);
6043
6044         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
6045         curr = cfs_rq->curr;
6046
6047         /*
6048          * Not only the cpu but also the task_group of the parent might have
6049          * been changed after parent->se.parent,cfs_rq were copied to
6050          * child->se.parent,cfs_rq. So call __set_task_cpu() to make those
6051          * of child point to valid ones.
6052          */
6053         rcu_read_lock();
6054         __set_task_cpu(p, this_cpu);
6055         rcu_read_unlock();
6056
6057         update_curr(cfs_rq);
6058
6059         if (curr)
6060                 se->vruntime = curr->vruntime;
6061         place_entity(cfs_rq, se, 1);
6062
6063         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
6064                 /*
6065                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
6066                  * 'current' within the tree based on its new key value.
6067                  */
6068                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
6069                 resched_task(rq->curr);
6070         }
6071
6072         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
6073
6074         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6075 }
6076
6077 /*
6078  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
6079  * the current task.
6080  */
6081 static void
6082 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
6083 {
6084         if (!p->se.on_rq)
6085                 return;
6086
6087         /*
6088          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
6089          * our priority decreased, or if we are not currently running on
6090          * this runqueue and our priority is higher than the current's
6091          */
6092         if (rq->curr == p) {
6093                 if (p->prio > oldprio)
6094                         resched_task(rq->curr);
6095         } else
6096                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
6097 }
6098
6099 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6100 {
6101         struct sched_entity *se = &p->se;
6102         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6103
6104         /*
6105          * Ensure the task's vruntime is normalized, so that when its
6106          * switched back to the fair class the enqueue_entity(.flags=0) will
6107          * do the right thing.
6108          *
6109          * If it was on_rq, then the dequeue_entity(.flags=0) will already
6110          * have normalized the vruntime, if it was !on_rq, then only when
6111          * the task is sleeping will it still have non-normalized vruntime.
6112          */
6113         if (!se->on_rq && p->state != TASK_RUNNING) {
6114                 /*
6115                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
6116                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
6117                  */
6118                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
6119                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
6120         }
6121
6122 #ifdef CONFIG_SMP
6123         /*
6124         * Remove our load from contribution when we leave sched_fair
6125         * and ensure we don't carry in an old decay_count if we
6126         * switch back.
6127         */
6128         if (se->avg.decay_count) {
6129                 __synchronize_entity_decay(se);
6130                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
6131         }
6132 #endif
6133 }
6134
6135 /*
6136  * We switched to the sched_fair class.
6137  */
6138 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6139 {
6140         if (!p->se.on_rq)
6141                 return;
6142
6143         /*
6144          * We were most likely switched from sched_rt, so
6145          * kick off the schedule if running, otherwise just see
6146          * if we can still preempt the current task.
6147          */
6148         if (rq->curr == p)
6149                 resched_task(rq->curr);
6150         else
6151                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
6152 }
6153
6154 /* Account for a task changing its policy or group.
6155  *
6156  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
6157  * migrates between groups/classes.
6158  */
6159 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
6160 {
6161         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
6162
6163         for_each_sched_entity(se) {
6164                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6165
6166                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6167                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
6168                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
6169         }
6170 }
6171
6172 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
6173 {
6174         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
6175         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
6176 #ifndef CONFIG_64BIT
6177         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
6178 #endif
6179 #ifdef CONFIG_SMP
6180         atomic64_set(&cfs_rq->decay_counter, 1);
6181         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_load, 0);
6182 #endif
6183 }
6184
6185 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6186 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p, int on_rq)
6187 {
6188         struct cfs_rq *cfs_rq;
6189         /*
6190          * If the task was not on the rq at the time of this cgroup movement
6191          * it must have been asleep, sleeping tasks keep their ->vruntime
6192          * absolute on their old rq until wakeup (needed for the fair sleeper
6193          * bonus in place_entity()).
6194          *
6195          * If it was on the rq, we've just 'preempted' it, which does convert
6196          * ->vruntime to a relative base.
6197          *
6198          * Make sure both cases convert their relative position when migrating
6199          * to another cgroup's rq. This does somewhat interfere with the
6200          * fair sleeper stuff for the first placement, but who cares.
6201          */
6202         /*
6203          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
6204          * But there are some cases where it has already been normalized:
6205          *
6206          * - Moving a forked child which is waiting for being woken up by
6207          *   wake_up_new_task().
6208          * - Moving a task which has been woken up by try_to_wake_up() and
6209          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
6210          *
6211          * To prevent boost or penalty in the new cfs_rq caused by delta
6212          * min_vruntime between the two cfs_rqs, we skip vruntime adjustment.
6213          */
6214         if (!on_rq && (!p->se.sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING))
6215                 on_rq = 1;
6216
6217         if (!on_rq)
6218                 p->se.vruntime -= cfs_rq_of(&p->se)->min_vruntime;
6219         set_task_rq(p, task_cpu(p));
6220         if (!on_rq) {
6221                 cfs_rq = cfs_rq_of(&p->se);
6222                 p->se.vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
6223 #ifdef CONFIG_SMP
6224                 /*
6225                  * migrate_task_rq_fair() will have removed our previous
6226                  * contribution, but we must synchronize for ongoing future
6227                  * decay.
6228                  */
6229                 p->se.avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
6230                 cfs_rq->blocked_load_avg += p->se.avg.load_avg_contrib;
6231 #endif
6232         }
6233 }
6234
6235 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
6236 {
6237         int i;
6238
6239         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
6240
6241         for_each_possible_cpu(i) {
6242                 if (tg->cfs_rq)
6243                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
6244                 if (tg->se)
6245                         kfree(tg->se[i]);
6246         }
6247
6248         kfree(tg->cfs_rq);
6249         kfree(tg->se);
6250 }
6251
6252 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
6253 {
6254         struct cfs_rq *cfs_rq;
6255         struct sched_entity *se;
6256         int i;
6257
6258         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
6259         if (!tg->cfs_rq)
6260                 goto err;
6261         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
6262         if (!tg->se)
6263                 goto err;
6264
6265         tg->shares = NICE_0_LOAD;
6266
6267         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
6268
6269         for_each_possible_cpu(i) {
6270                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
6271                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6272                 if (!cfs_rq)
6273                         goto err;
6274
6275                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
6276                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6277                 if (!se)
6278                         goto err_free_rq;
6279
6280                 init_cfs_rq(cfs_rq);
6281                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
6282         }
6283
6284         return 1;
6285
6286 err_free_rq:
6287         kfree(cfs_rq);
6288 err:
6289         return 0;
6290 }
6291
6292 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
6293 {
6294         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6295         unsigned long flags;
6296
6297         /*
6298         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
6299         * check on_list without danger of it being re-added.
6300         */
6301         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
6302                 return;
6303
6304         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6305         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
6306         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6307 }
6308
6309 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
6310                         struct sched_entity *se, int cpu,
6311                         struct sched_entity *parent)
6312 {
6313         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6314
6315         cfs_rq->tg = tg;
6316         cfs_rq->rq = rq;
6317         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
6318
6319         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
6320         tg->se[cpu] = se;
6321
6322         /* se could be NULL for root_task_group */
6323         if (!se)
6324                 return;
6325
6326         if (!parent)
6327                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
6328         else
6329                 se->cfs_rq = parent->my_q;
6330
6331         se->my_q = cfs_rq;
6332         update_load_set(&se->load, 0);
6333         se->parent = parent;
6334 }
6335
6336 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
6337
6338 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
6339 {
6340         int i;
6341         unsigned long flags;
6342
6343         /*
6344          * We can't change the weight of the root cgroup.
6345          */
6346         if (!tg->se[0])
6347                 return -EINVAL;
6348
6349         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
6350
6351         mutex_lock(&shares_mutex);
6352         if (tg->shares == shares)
6353                 goto done;
6354
6355         tg->shares = shares;
6356         for_each_possible_cpu(i) {
6357                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
6358                 struct sched_entity *se;
6359
6360                 se = tg->se[i];
6361                 /* Propagate contribution to hierarchy */
6362                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6363
6364                 /* Possible calls to update_curr() need rq clock */
6365                 update_rq_clock(rq);
6366                 for_each_sched_entity(se)
6367                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
6368                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6369         }
6370
6371 done:
6372         mutex_unlock(&shares_mutex);
6373         return 0;
6374 }
6375 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6376
6377 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
6378
6379 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
6380 {
6381         return 1;
6382 }
6383
6384 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
6385
6386 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6387
6388
6389 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
6390 {
6391         struct sched_entity *se = &task->se;
6392         unsigned int rr_interval = 0;
6393
6394         /*
6395          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
6396          * idle runqueue:
6397          */
6398         if (rq->cfs.load.weight)
6399                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
6400
6401         return rr_interval;
6402 }
6403
6404 /*
6405  * All the scheduling class methods:
6406  */
6407 const struct sched_class fair_sched_class = {
6408         .next                   = &idle_sched_class,
6409         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
6410         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
6411         .yield_task             = yield_task_fair,
6412         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
6413
6414         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
6415
6416         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
6417         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
6418
6419 #ifdef CONFIG_SMP
6420         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
6421         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
6422
6423         .rq_online              = rq_online_fair,
6424         .rq_offline             = rq_offline_fair,
6425
6426         .task_waking            = task_waking_fair,
6427 #endif
6428
6429         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
6430         .task_tick              = task_tick_fair,
6431         .task_fork              = task_fork_fair,
6432
6433         .prio_changed           = prio_changed_fair,
6434         .switched_from          = switched_from_fair,
6435         .switched_to            = switched_to_fair,
6436
6437         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
6438
6439 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6440         .task_move_group        = task_move_group_fair,
6441 #endif
6442 };
6443
6444 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6445 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
6446 {
6447         struct cfs_rq *cfs_rq;
6448
6449         rcu_read_lock();
6450         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
6451                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
6452         rcu_read_unlock();
6453 }
6454 #endif
6455
6456 __init void init_sched_fair_class(void)
6457 {
6458 #ifdef CONFIG_SMP
6459         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
6460
6461 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6462         nohz.next_balance = jiffies;
6463         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
6464         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
6465 #endif
6466 #endif /* SMP */
6467
6468 }