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