3fa3e1839c86a1c50912ac7db2f4943755bb38cb
[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 struct cfs_rq *
326 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
327 {
328         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
329                 return se->cfs_rq;
330
331         return NULL;
332 }
333
334 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
335 {
336         return se->parent;
337 }
338
339 static void
340 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
341 {
342         int se_depth, pse_depth;
343
344         /*
345          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
346          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
347          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
348          * parent.
349          */
350
351         /* First walk up until both entities are at same depth */
352         se_depth = (*se)->depth;
353         pse_depth = (*pse)->depth;
354
355         while (se_depth > pse_depth) {
356                 se_depth--;
357                 *se = parent_entity(*se);
358         }
359
360         while (pse_depth > se_depth) {
361                 pse_depth--;
362                 *pse = parent_entity(*pse);
363         }
364
365         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
366                 *se = parent_entity(*se);
367                 *pse = parent_entity(*pse);
368         }
369 }
370
371 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
372
373 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
374 {
375         return container_of(se, struct task_struct, se);
376 }
377
378 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
379 {
380         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
381 }
382
383 #define entity_is_task(se)      1
384
385 #define for_each_sched_entity(se) \
386                 for (; se; se = NULL)
387
388 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
389 {
390         return &task_rq(p)->cfs;
391 }
392
393 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
394 {
395         struct task_struct *p = task_of(se);
396         struct rq *rq = task_rq(p);
397
398         return &rq->cfs;
399 }
400
401 /* runqueue "owned" by this group */
402 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
403 {
404         return NULL;
405 }
406
407 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
408 {
409 }
410
411 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
412 {
413 }
414
415 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
416                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
417
418 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
419 {
420         return NULL;
421 }
422
423 static inline void
424 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
425 {
426 }
427
428 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
429
430 static __always_inline
431 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec);
432
433 /**************************************************************
434  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
435  */
436
437 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
438 {
439         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
440         if (delta > 0)
441                 max_vruntime = vruntime;
442
443         return max_vruntime;
444 }
445
446 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
447 {
448         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
449         if (delta < 0)
450                 min_vruntime = vruntime;
451
452         return min_vruntime;
453 }
454
455 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
456                                 struct sched_entity *b)
457 {
458         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
459 }
460
461 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
462 {
463         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
464
465         if (cfs_rq->curr)
466                 vruntime = cfs_rq->curr->vruntime;
467
468         if (cfs_rq->rb_leftmost) {
469                 struct sched_entity *se = rb_entry(cfs_rq->rb_leftmost,
470                                                    struct sched_entity,
471                                                    run_node);
472
473                 if (!cfs_rq->curr)
474                         vruntime = se->vruntime;
475                 else
476                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
477         }
478
479         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
480         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
481 #ifndef CONFIG_64BIT
482         smp_wmb();
483         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
484 #endif
485 }
486
487 /*
488  * Enqueue an entity into the rb-tree:
489  */
490 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
491 {
492         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
493         struct rb_node *parent = NULL;
494         struct sched_entity *entry;
495         int leftmost = 1;
496
497         /*
498          * Find the right place in the rbtree:
499          */
500         while (*link) {
501                 parent = *link;
502                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
503                 /*
504                  * We dont care about collisions. Nodes with
505                  * the same key stay together.
506                  */
507                 if (entity_before(se, entry)) {
508                         link = &parent->rb_left;
509                 } else {
510                         link = &parent->rb_right;
511                         leftmost = 0;
512                 }
513         }
514
515         /*
516          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
517          * used):
518          */
519         if (leftmost)
520                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
521
522         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
523         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
524 }
525
526 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
527 {
528         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node) {
529                 struct rb_node *next_node;
530
531                 next_node = rb_next(&se->run_node);
532                 cfs_rq->rb_leftmost = next_node;
533         }
534
535         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
536 }
537
538 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
539 {
540         struct rb_node *left = cfs_rq->rb_leftmost;
541
542         if (!left)
543                 return NULL;
544
545         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
546 }
547
548 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
549 {
550         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
551
552         if (!next)
553                 return NULL;
554
555         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
556 }
557
558 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
559 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
560 {
561         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline);
562
563         if (!last)
564                 return NULL;
565
566         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
567 }
568
569 /**************************************************************
570  * Scheduling class statistics methods:
571  */
572
573 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
574                 void __user *buffer, size_t *lenp,
575                 loff_t *ppos)
576 {
577         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
578         int factor = get_update_sysctl_factor();
579
580         if (ret || !write)
581                 return ret;
582
583         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
584                                         sysctl_sched_min_granularity);
585
586 #define WRT_SYSCTL(name) \
587         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
588         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
589         WRT_SYSCTL(sched_latency);
590         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
591 #undef WRT_SYSCTL
592
593         return 0;
594 }
595 #endif
596
597 /*
598  * delta /= w
599  */
600 static inline u64 calc_delta_fair(u64 delta, struct sched_entity *se)
601 {
602         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
603                 delta = __calc_delta(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
604
605         return delta;
606 }
607
608 /*
609  * The idea is to set a period in which each task runs once.
610  *
611  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
612  * this period because otherwise the slices get too small.
613  *
614  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
615  */
616 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
617 {
618         u64 period = sysctl_sched_latency;
619         unsigned long nr_latency = sched_nr_latency;
620
621         if (unlikely(nr_running > nr_latency)) {
622                 period = sysctl_sched_min_granularity;
623                 period *= nr_running;
624         }
625
626         return period;
627 }
628
629 /*
630  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
631  * proportional to the weight.
632  *
633  * s = p*P[w/rw]
634  */
635 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
636 {
637         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
638
639         for_each_sched_entity(se) {
640                 struct load_weight *load;
641                 struct load_weight lw;
642
643                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
644                 load = &cfs_rq->load;
645
646                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
647                         lw = cfs_rq->load;
648
649                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
650                         load = &lw;
651                 }
652                 slice = __calc_delta(slice, se->load.weight, load);
653         }
654         return slice;
655 }
656
657 /*
658  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
659  *
660  * vs = s/w
661  */
662 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
663 {
664         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
665 }
666
667 #ifdef CONFIG_SMP
668 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
669
670 static inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se);
671
672 /* Give new task start runnable values to heavy its load in infant time */
673 void init_task_runnable_average(struct task_struct *p)
674 {
675         u32 slice;
676
677         p->se.avg.decay_count = 0;
678         slice = sched_slice(task_cfs_rq(p), &p->se) >> 10;
679         p->se.avg.runnable_avg_sum = slice;
680         p->se.avg.runnable_avg_period = slice;
681         __update_task_entity_contrib(&p->se);
682 }
683 #else
684 void init_task_runnable_average(struct task_struct *p)
685 {
686 }
687 #endif
688
689 /*
690  * Update the current task's runtime statistics.
691  */
692 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
693 {
694         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
695         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
696         u64 delta_exec;
697
698         if (unlikely(!curr))
699                 return;
700
701         delta_exec = now - curr->exec_start;
702         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
703                 return;
704
705         curr->exec_start = now;
706
707         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
708                       max(delta_exec, curr->statistics.exec_max));
709
710         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
711         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
712
713         curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
714         update_min_vruntime(cfs_rq);
715
716         if (entity_is_task(curr)) {
717                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
718
719                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
720                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
721                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
722         }
723
724         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
725 }
726
727 static inline void
728 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
729 {
730         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
731 }
732
733 /*
734  * Task is being enqueued - update stats:
735  */
736 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
737 {
738         /*
739          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
740          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
741          */
742         if (se != cfs_rq->curr)
743                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
744 }
745
746 static void
747 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
748 {
749         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
750                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start));
751         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
752         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
753                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
754 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
755         if (entity_is_task(se)) {
756                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
757                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
758         }
759 #endif
760         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
761 }
762
763 static inline void
764 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
765 {
766         /*
767          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
768          * waiting task:
769          */
770         if (se != cfs_rq->curr)
771                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
772 }
773
774 /*
775  * We are picking a new current task - update its stats:
776  */
777 static inline void
778 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
779 {
780         /*
781          * We are starting a new run period:
782          */
783         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
784 }
785
786 /**************************************************
787  * Scheduling class queueing methods:
788  */
789
790 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
791 /*
792  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
793  * calculated based on the tasks virtual memory size and
794  * numa_balancing_scan_size.
795  */
796 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
797 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
798
799 /* Portion of address space to scan in MB */
800 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
801
802 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
803 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
804
805 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
806 {
807         unsigned long rss = 0;
808         unsigned long nr_scan_pages;
809
810         /*
811          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
812          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
813          * on resident pages
814          */
815         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
816         rss = get_mm_rss(p->mm);
817         if (!rss)
818                 rss = nr_scan_pages;
819
820         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
821         return rss / nr_scan_pages;
822 }
823
824 /* For sanitys sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
825 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
826
827 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
828 {
829         unsigned int scan, floor;
830         unsigned int windows = 1;
831
832         if (sysctl_numa_balancing_scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
833                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / sysctl_numa_balancing_scan_size;
834         floor = 1000 / windows;
835
836         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
837         return max_t(unsigned int, floor, scan);
838 }
839
840 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
841 {
842         unsigned int smin = task_scan_min(p);
843         unsigned int smax;
844
845         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
846         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
847         return max(smin, smax);
848 }
849
850 static void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
851 {
852         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != -1);
853         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
854 }
855
856 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
857 {
858         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != -1);
859         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
860 }
861
862 struct numa_group {
863         atomic_t refcount;
864
865         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
866         int nr_tasks;
867         pid_t gid;
868         struct list_head task_list;
869
870         struct rcu_head rcu;
871         nodemask_t active_nodes;
872         unsigned long total_faults;
873         /*
874          * Faults_cpu is used to decide whether memory should move
875          * towards the CPU. As a consequence, these stats are weighted
876          * more by CPU use than by memory faults.
877          */
878         unsigned long *faults_cpu;
879         unsigned long faults[0];
880 };
881
882 /* Shared or private faults. */
883 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES 2
884
885 /* Memory and CPU locality */
886 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS (NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * 2)
887
888 /* Averaged statistics, and temporary buffers. */
889 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS (NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * 2)
890
891 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
892 {
893         return p->numa_group ? p->numa_group->gid : 0;
894 }
895
896 static inline int task_faults_idx(int nid, int priv)
897 {
898         return NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * nid + priv;
899 }
900
901 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
902 {
903         if (!p->numa_faults_memory)
904                 return 0;
905
906         return p->numa_faults_memory[task_faults_idx(nid, 0)] +
907                 p->numa_faults_memory[task_faults_idx(nid, 1)];
908 }
909
910 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
911 {
912         if (!p->numa_group)
913                 return 0;
914
915         return p->numa_group->faults[task_faults_idx(nid, 0)] +
916                 p->numa_group->faults[task_faults_idx(nid, 1)];
917 }
918
919 static inline unsigned long group_faults_cpu(struct numa_group *group, int nid)
920 {
921         return group->faults_cpu[task_faults_idx(nid, 0)] +
922                 group->faults_cpu[task_faults_idx(nid, 1)];
923 }
924
925 /*
926  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
927  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
928  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
929  * evenly spread out between numa nodes.
930  */
931 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid)
932 {
933         unsigned long total_faults;
934
935         if (!p->numa_faults_memory)
936                 return 0;
937
938         total_faults = p->total_numa_faults;
939
940         if (!total_faults)
941                 return 0;
942
943         return 1000 * task_faults(p, nid) / total_faults;
944 }
945
946 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid)
947 {
948         if (!p->numa_group || !p->numa_group->total_faults)
949                 return 0;
950
951         return 1000 * group_faults(p, nid) / p->numa_group->total_faults;
952 }
953
954 bool should_numa_migrate_memory(struct task_struct *p, struct page * page,
955                                 int src_nid, int dst_cpu)
956 {
957         struct numa_group *ng = p->numa_group;
958         int dst_nid = cpu_to_node(dst_cpu);
959         int last_cpupid, this_cpupid;
960
961         this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(dst_cpu, current->pid);
962
963         /*
964          * Multi-stage node selection is used in conjunction with a periodic
965          * migration fault to build a temporal task<->page relation. By using
966          * a two-stage filter we remove short/unlikely relations.
967          *
968          * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist probability, we can equate
969          * a task's usage of a particular page (n_p) per total usage of this
970          * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
971          *
972          * Our periodic faults will sample this probability and getting the
973          * same result twice in a row, given these samples are fully
974          * independent, is then given by P(n)^2, provided our sample period
975          * is sufficiently short compared to the usage pattern.
976          *
977          * This quadric squishes small probabilities, making it less likely we
978          * act on an unlikely task<->page relation.
979          */
980         last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
981         if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) &&
982                                 cpupid_to_nid(last_cpupid) != dst_nid)
983                 return false;
984
985         /* Always allow migrate on private faults */
986         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
987                 return true;
988
989         /* A shared fault, but p->numa_group has not been set up yet. */
990         if (!ng)
991                 return true;
992
993         /*
994          * Do not migrate if the destination is not a node that
995          * is actively used by this numa group.
996          */
997         if (!node_isset(dst_nid, ng->active_nodes))
998                 return false;
999
1000         /*
1001          * Source is a node that is not actively used by this
1002          * numa group, while the destination is. Migrate.
1003          */
1004         if (!node_isset(src_nid, ng->active_nodes))
1005                 return true;
1006
1007         /*
1008          * Both source and destination are nodes in active
1009          * use by this numa group. Maximize memory bandwidth
1010          * by migrating from more heavily used groups, to less
1011          * heavily used ones, spreading the load around.
1012          * Use a 1/4 hysteresis to avoid spurious page movement.
1013          */
1014         return group_faults(p, dst_nid) < (group_faults(p, src_nid) * 3 / 4);
1015 }
1016
1017 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu);
1018 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
1019 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
1020 static unsigned long capacity_of(int cpu);
1021 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg);
1022
1023 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
1024 struct numa_stats {
1025         unsigned long nr_running;
1026         unsigned long load;
1027
1028         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
1029         unsigned long compute_capacity;
1030
1031         /* Approximate capacity in terms of runnable tasks on a node */
1032         unsigned long task_capacity;
1033         int has_free_capacity;
1034 };
1035
1036 /*
1037  * XXX borrowed from update_sg_lb_stats
1038  */
1039 static void update_numa_stats(struct numa_stats *ns, int nid)
1040 {
1041         int cpu, cpus = 0;
1042
1043         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1044         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1045                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1046
1047                 ns->nr_running += rq->nr_running;
1048                 ns->load += weighted_cpuload(cpu);
1049                 ns->compute_capacity += capacity_of(cpu);
1050
1051                 cpus++;
1052         }
1053
1054         /*
1055          * If we raced with hotplug and there are no CPUs left in our mask
1056          * the @ns structure is NULL'ed and task_numa_compare() will
1057          * not find this node attractive.
1058          *
1059          * We'll either bail at !has_free_capacity, or we'll detect a huge
1060          * imbalance and bail there.
1061          */
1062         if (!cpus)
1063                 return;
1064
1065         ns->load = (ns->load * SCHED_CAPACITY_SCALE) / ns->compute_capacity;
1066         ns->task_capacity =
1067                 DIV_ROUND_CLOSEST(ns->compute_capacity, SCHED_CAPACITY_SCALE);
1068         ns->has_free_capacity = (ns->nr_running < ns->task_capacity);
1069 }
1070
1071 struct task_numa_env {
1072         struct task_struct *p;
1073
1074         int src_cpu, src_nid;
1075         int dst_cpu, dst_nid;
1076
1077         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1078
1079         int imbalance_pct;
1080
1081         struct task_struct *best_task;
1082         long best_imp;
1083         int best_cpu;
1084 };
1085
1086 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1087                              struct task_struct *p, long imp)
1088 {
1089         if (env->best_task)
1090                 put_task_struct(env->best_task);
1091         if (p)
1092                 get_task_struct(p);
1093
1094         env->best_task = p;
1095         env->best_imp = imp;
1096         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1097 }
1098
1099 static bool load_too_imbalanced(long orig_src_load, long orig_dst_load,
1100                                 long src_load, long dst_load,
1101                                 struct task_numa_env *env)
1102 {
1103         long imb, old_imb;
1104
1105         /* We care about the slope of the imbalance, not the direction. */
1106         if (dst_load < src_load)
1107                 swap(dst_load, src_load);
1108
1109         /* Is the difference below the threshold? */
1110         imb = dst_load * 100 - src_load * env->imbalance_pct;
1111         if (imb <= 0)
1112                 return false;
1113
1114         /*
1115          * The imbalance is above the allowed threshold.
1116          * Compare it with the old imbalance.
1117          */
1118         if (orig_dst_load < orig_src_load)
1119                 swap(orig_dst_load, orig_src_load);
1120
1121         old_imb = orig_dst_load * 100 - orig_src_load * env->imbalance_pct;
1122
1123         /* Would this change make things worse? */
1124         return (imb > old_imb);
1125 }
1126
1127 /*
1128  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1129  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1130  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1131  * be exchanged with the source task
1132  */
1133 static void task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1134                               long taskimp, long groupimp)
1135 {
1136         struct rq *src_rq = cpu_rq(env->src_cpu);
1137         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1138         struct task_struct *cur;
1139         long orig_src_load, src_load;
1140         long orig_dst_load, dst_load;
1141         long load;
1142         long imp = (groupimp > 0) ? groupimp : taskimp;
1143
1144         rcu_read_lock();
1145         cur = ACCESS_ONCE(dst_rq->curr);
1146         if (cur->pid == 0) /* idle */
1147                 cur = NULL;
1148
1149         /*
1150          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1151          * source and destination node. Calculate the total differential for
1152          * the source task and potential destination task. The more negative
1153          * the value is, the more rmeote accesses that would be expected to
1154          * be incurred if the tasks were swapped.
1155          */
1156         if (cur) {
1157                 /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu */
1158                 if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, tsk_cpus_allowed(cur)))
1159                         goto unlock;
1160
1161                 /*
1162                  * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1163                  * in any group then look only at task weights.
1164                  */
1165                 if (cur->numa_group == env->p->numa_group) {
1166                         imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid) -
1167                               task_weight(cur, env->dst_nid);
1168                         /*
1169                          * Add some hysteresis to prevent swapping the
1170                          * tasks within a group over tiny differences.
1171                          */
1172                         if (cur->numa_group)
1173                                 imp -= imp/16;
1174                 } else {
1175                         /*
1176                          * Compare the group weights. If a task is all by
1177                          * itself (not part of a group), use the task weight
1178                          * instead.
1179                          */
1180                         if (env->p->numa_group)
1181                                 imp = groupimp;
1182                         else
1183                                 imp = taskimp;
1184
1185                         if (cur->numa_group)
1186                                 imp += group_weight(cur, env->src_nid) -
1187                                        group_weight(cur, env->dst_nid);
1188                         else
1189                                 imp += task_weight(cur, env->src_nid) -
1190                                        task_weight(cur, env->dst_nid);
1191                 }
1192         }
1193
1194         if (imp < env->best_imp)
1195                 goto unlock;
1196
1197         if (!cur) {
1198                 /* Is there capacity at our destination? */
1199                 if (env->src_stats.has_free_capacity &&
1200                     !env->dst_stats.has_free_capacity)
1201                         goto unlock;
1202
1203                 goto balance;
1204         }
1205
1206         /* Balance doesn't matter much if we're running a task per cpu */
1207         if (src_rq->nr_running == 1 && dst_rq->nr_running == 1)
1208                 goto assign;
1209
1210         /*
1211          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1212          */
1213 balance:
1214         orig_dst_load = env->dst_stats.load;
1215         orig_src_load = env->src_stats.load;
1216
1217         /* XXX missing capacity terms */
1218         load = task_h_load(env->p);
1219         dst_load = orig_dst_load + load;
1220         src_load = orig_src_load - load;
1221
1222         if (cur) {
1223                 load = task_h_load(cur);
1224                 dst_load -= load;
1225                 src_load += load;
1226         }
1227
1228         if (load_too_imbalanced(orig_src_load, orig_dst_load,
1229                                 src_load, dst_load, env))
1230                 goto unlock;
1231
1232 assign:
1233         task_numa_assign(env, cur, imp);
1234 unlock:
1235         rcu_read_unlock();
1236 }
1237
1238 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1239                                 long taskimp, long groupimp)
1240 {
1241         int cpu;
1242
1243         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1244                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1245                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(env->p)))
1246                         continue;
1247
1248                 env->dst_cpu = cpu;
1249                 task_numa_compare(env, taskimp, groupimp);
1250         }
1251 }
1252
1253 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1254 {
1255         struct task_numa_env env = {
1256                 .p = p,
1257
1258                 .src_cpu = task_cpu(p),
1259                 .src_nid = task_node(p),
1260
1261                 .imbalance_pct = 112,
1262
1263                 .best_task = NULL,
1264                 .best_imp = 0,
1265                 .best_cpu = -1
1266         };
1267         struct sched_domain *sd;
1268         unsigned long taskweight, groupweight;
1269         int nid, ret;
1270         long taskimp, groupimp;
1271
1272         /*
1273          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1274          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1275          *
1276          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1277          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1278          * to satisfy here.
1279          */
1280         rcu_read_lock();
1281         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1282         if (sd)
1283                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1284         rcu_read_unlock();
1285
1286         /*
1287          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
1288          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
1289          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
1290          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
1291          */
1292         if (unlikely(!sd)) {
1293                 p->numa_preferred_nid = task_node(p);
1294                 return -EINVAL;
1295         }
1296
1297         taskweight = task_weight(p, env.src_nid);
1298         groupweight = group_weight(p, env.src_nid);
1299         update_numa_stats(&env.src_stats, env.src_nid);
1300         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
1301         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid) - taskweight;
1302         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid) - groupweight;
1303         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1304
1305         /* Try to find a spot on the preferred nid. */
1306         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1307
1308         /* No space available on the preferred nid. Look elsewhere. */
1309         if (env.best_cpu == -1) {
1310                 for_each_online_node(nid) {
1311                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
1312                                 continue;
1313
1314                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
1315                         taskimp = task_weight(p, nid) - taskweight;
1316                         groupimp = group_weight(p, nid) - groupweight;
1317                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
1318                                 continue;
1319
1320                         env.dst_nid = nid;
1321                         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1322                         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1323                 }
1324         }
1325
1326         /* No better CPU than the current one was found. */
1327         if (env.best_cpu == -1)
1328                 return -EAGAIN;
1329
1330         /*
1331          * If the task is part of a workload that spans multiple NUMA nodes,
1332          * and is migrating into one of the workload's active nodes, remember
1333          * this node as the task's preferred numa node, so the workload can
1334          * settle down.
1335          * A task that migrated to a second choice node will be better off
1336          * trying for a better one later. Do not set the preferred node here.
1337          */
1338         if (p->numa_group && node_isset(env.dst_nid, p->numa_group->active_nodes))
1339                 sched_setnuma(p, env.dst_nid);
1340
1341         /*
1342          * Reset the scan period if the task is being rescheduled on an
1343          * alternative node to recheck if the tasks is now properly placed.
1344          */
1345         p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1346
1347         if (env.best_task == NULL) {
1348                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
1349                 if (ret != 0)
1350                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_cpu);
1351                 return ret;
1352         }
1353
1354         ret = migrate_swap(p, env.best_task);
1355         if (ret != 0)
1356                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, task_cpu(env.best_task));
1357         put_task_struct(env.best_task);
1358         return ret;
1359 }
1360
1361 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
1362 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
1363 {
1364         unsigned long interval = HZ;
1365
1366         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
1367         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == -1 || !p->numa_faults_memory))
1368                 return;
1369
1370         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
1371         interval = min(interval, msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period) / 16);
1372         p->numa_migrate_retry = jiffies + interval;
1373
1374         /* Success if task is already running on preferred CPU */
1375         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
1376                 return;
1377
1378         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
1379         task_numa_migrate(p);
1380 }
1381
1382 /*
1383  * Find the nodes on which the workload is actively running. We do this by
1384  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
1385  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
1386  * located.
1387  *
1388  * The bitmask is used to make smarter decisions on when to do NUMA page
1389  * migrations, To prevent flip-flopping, and excessive page migrations, nodes
1390  * are added when they cause over 6/16 of the maximum number of faults, but
1391  * only removed when they drop below 3/16.
1392  */
1393 static void update_numa_active_node_mask(struct numa_group *numa_group)
1394 {
1395         unsigned long faults, max_faults = 0;
1396         int nid;
1397
1398         for_each_online_node(nid) {
1399                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1400                 if (faults > max_faults)
1401                         max_faults = faults;
1402         }
1403
1404         for_each_online_node(nid) {
1405                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1406                 if (!node_isset(nid, numa_group->active_nodes)) {
1407                         if (faults > max_faults * 6 / 16)
1408                                 node_set(nid, numa_group->active_nodes);
1409                 } else if (faults < max_faults * 3 / 16)
1410                         node_clear(nid, numa_group->active_nodes);
1411         }
1412 }
1413
1414 /*
1415  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
1416  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
1417  * period will be for the next scan window. If local/remote ratio is below
1418  * NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS) the
1419  * scan period will decrease
1420  */
1421 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
1422 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 3
1423
1424 /*
1425  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
1426  * our memory is already on our local node, or if the majority of
1427  * the page accesses are shared with other processes.
1428  * Otherwise, decrease the scan period.
1429  */
1430 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
1431                         unsigned long shared, unsigned long private)
1432 {
1433         unsigned int period_slot;
1434         int ratio;
1435         int diff;
1436
1437         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
1438         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
1439
1440         /*
1441          * If there were no record hinting faults then either the task is
1442          * completely idle or all activity is areas that are not of interest
1443          * to automatic numa balancing. Scan slower
1444          */
1445         if (local + shared == 0) {
1446                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1447                         p->numa_scan_period << 1);
1448
1449                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
1450                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1451
1452                 return;
1453         }
1454
1455         /*
1456          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
1457          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
1458          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
1459          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
1460          */
1461         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
1462         ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
1463         if (ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
1464                 int slot = ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
1465                 if (!slot)
1466                         slot = 1;
1467                 diff = slot * period_slot;
1468         } else {
1469                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
1470
1471                 /*
1472                  * Scale scan rate increases based on sharing. There is an
1473                  * inverse relationship between the degree of sharing and
1474                  * the adjustment made to the scanning period. Broadly
1475                  * speaking the intent is that there is little point
1476                  * scanning faster if shared accesses dominate as it may
1477                  * simply bounce migrations uselessly
1478                  */
1479                 ratio = DIV_ROUND_UP(private * NUMA_PERIOD_SLOTS, (private + shared));
1480                 diff = (diff * ratio) / NUMA_PERIOD_SLOTS;
1481         }
1482
1483         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
1484                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
1485         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
1486 }
1487
1488 /*
1489  * Get the fraction of time the task has been running since the last
1490  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
1491  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
1492  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
1493  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
1494  */
1495 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
1496 {
1497         u64 runtime, delta, now;
1498         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
1499         now = p->se.exec_start;
1500         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1501
1502         if (p->last_task_numa_placement) {
1503                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
1504                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
1505         } else {
1506                 delta = p->se.avg.runnable_avg_sum;
1507                 *period = p->se.avg.runnable_avg_period;
1508         }
1509
1510         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
1511         p->last_task_numa_placement = now;
1512
1513         return delta;
1514 }
1515
1516 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
1517 {
1518         int seq, nid, max_nid = -1, max_group_nid = -1;
1519         unsigned long max_faults = 0, max_group_faults = 0;
1520         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
1521         unsigned long total_faults;
1522         u64 runtime, period;
1523         spinlock_t *group_lock = NULL;
1524
1525         seq = ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
1526         if (p->numa_scan_seq == seq)
1527                 return;
1528         p->numa_scan_seq = seq;
1529         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1530
1531         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
1532                        p->numa_faults_locality[1];
1533         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
1534
1535         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
1536         if (p->numa_group) {
1537                 group_lock = &p->numa_group->lock;
1538                 spin_lock_irq(group_lock);
1539         }
1540
1541         /* Find the node with the highest number of faults */
1542         for_each_online_node(nid) {
1543                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
1544                 int priv, i;
1545
1546                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
1547                         long diff, f_diff, f_weight;
1548
1549                         i = task_faults_idx(nid, priv);
1550
1551                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
1552                         diff = p->numa_faults_buffer_memory[i] - p->numa_faults_memory[i] / 2;
1553                         fault_types[priv] += p->numa_faults_buffer_memory[i];
1554                         p->numa_faults_buffer_memory[i] = 0;
1555
1556                         /*
1557                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
1558                          * count according to CPU use, instead of by the raw
1559                          * number of faults. Tasks with little runtime have
1560                          * little over-all impact on throughput, and thus their
1561                          * faults are less important.
1562                          */
1563                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
1564                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults_buffer_cpu[i]) /
1565                                    (total_faults + 1);
1566                         f_diff = f_weight - p->numa_faults_cpu[i] / 2;
1567                         p->numa_faults_buffer_cpu[i] = 0;
1568
1569                         p->numa_faults_memory[i] += diff;
1570                         p->numa_faults_cpu[i] += f_diff;
1571                         faults += p->numa_faults_memory[i];
1572                         p->total_numa_faults += diff;
1573                         if (p->numa_group) {
1574                                 /* safe because we can only change our own group */
1575                                 p->numa_group->faults[i] += diff;
1576                                 p->numa_group->faults_cpu[i] += f_diff;
1577                                 p->numa_group->total_faults += diff;
1578                                 group_faults += p->numa_group->faults[i];
1579                         }
1580                 }
1581
1582                 if (faults > max_faults) {
1583                         max_faults = faults;
1584                         max_nid = nid;
1585                 }
1586
1587                 if (group_faults > max_group_faults) {
1588                         max_group_faults = group_faults;
1589                         max_group_nid = nid;
1590                 }
1591         }
1592
1593         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
1594
1595         if (p->numa_group) {
1596                 update_numa_active_node_mask(p->numa_group);
1597                 /*
1598                  * If the preferred task and group nids are different,
1599                  * iterate over the nodes again to find the best place.
1600                  */
1601                 if (max_nid != max_group_nid) {
1602                         unsigned long weight, max_weight = 0;
1603
1604                         for_each_online_node(nid) {
1605                                 weight = task_weight(p, nid) + group_weight(p, nid);
1606                                 if (weight > max_weight) {
1607                                         max_weight = weight;
1608                                         max_nid = nid;
1609                                 }
1610                         }
1611                 }
1612
1613                 spin_unlock_irq(group_lock);
1614         }
1615
1616         if (max_faults) {
1617                 /* Set the new preferred node */
1618                 if (max_nid != p->numa_preferred_nid)
1619                         sched_setnuma(p, max_nid);
1620
1621                 if (task_node(p) != p->numa_preferred_nid)
1622                         numa_migrate_preferred(p);
1623         }
1624 }
1625
1626 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
1627 {
1628         return atomic_inc_not_zero(&grp->refcount);
1629 }
1630
1631 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
1632 {
1633         if (atomic_dec_and_test(&grp->refcount))
1634                 kfree_rcu(grp, rcu);
1635 }
1636
1637 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
1638                         int *priv)
1639 {
1640         struct numa_group *grp, *my_grp;
1641         struct task_struct *tsk;
1642         bool join = false;
1643         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
1644         int i;
1645
1646         if (unlikely(!p->numa_group)) {
1647                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
1648                                     4*nr_node_ids*sizeof(unsigned long);
1649
1650                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
1651                 if (!grp)
1652                         return;
1653
1654                 atomic_set(&grp->refcount, 1);
1655                 spin_lock_init(&grp->lock);
1656                 INIT_LIST_HEAD(&grp->task_list);
1657                 grp->gid = p->pid;
1658                 /* Second half of the array tracks nids where faults happen */
1659                 grp->faults_cpu = grp->faults + NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES *
1660                                                 nr_node_ids;
1661
1662                 node_set(task_node(current), grp->active_nodes);
1663
1664                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
1665                         grp->faults[i] = p->numa_faults_memory[i];
1666
1667                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
1668
1669                 list_add(&p->numa_entry, &grp->task_list);
1670                 grp->nr_tasks++;
1671                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1672         }
1673
1674         rcu_read_lock();
1675         tsk = ACCESS_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
1676
1677         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
1678                 goto no_join;
1679
1680         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
1681         if (!grp)
1682                 goto no_join;
1683
1684         my_grp = p->numa_group;
1685         if (grp == my_grp)
1686                 goto no_join;
1687
1688         /*
1689          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
1690          * the other task will join us.
1691          */
1692         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
1693                 goto no_join;
1694
1695         /*
1696          * Tie-break on the grp address.
1697          */
1698         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
1699                 goto no_join;
1700
1701         /* Always join threads in the same process. */
1702         if (tsk->mm == current->mm)
1703                 join = true;
1704
1705         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
1706         if (flags & TNF_SHARED)
1707                 join = true;
1708
1709         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
1710         *priv = !join;
1711
1712         if (join && !get_numa_group(grp))
1713                 goto no_join;
1714
1715         rcu_read_unlock();
1716
1717         if (!join)
1718                 return;
1719
1720         BUG_ON(irqs_disabled());
1721         double_lock_irq(&my_grp->lock, &grp->lock);
1722
1723         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
1724                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults_memory[i];
1725                 grp->faults[i] += p->numa_faults_memory[i];
1726         }
1727         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
1728         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
1729
1730         list_move(&p->numa_entry, &grp->task_list);
1731         my_grp->nr_tasks--;
1732         grp->nr_tasks++;
1733
1734         spin_unlock(&my_grp->lock);
1735         spin_unlock_irq(&grp->lock);
1736
1737         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
1738
1739         put_numa_group(my_grp);
1740         return;
1741
1742 no_join:
1743         rcu_read_unlock();
1744         return;
1745 }
1746
1747 void task_numa_free(struct task_struct *p)
1748 {
1749         struct numa_group *grp = p->numa_group;
1750         void *numa_faults = p->numa_faults_memory;
1751         unsigned long flags;
1752         int i;
1753
1754         if (grp) {
1755                 spin_lock_irqsave(&grp->lock, flags);
1756                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
1757                         grp->faults[i] -= p->numa_faults_memory[i];
1758                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
1759
1760                 list_del(&p->numa_entry);
1761                 grp->nr_tasks--;
1762                 spin_unlock_irqrestore(&grp->lock, flags);
1763                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, NULL);
1764                 put_numa_group(grp);
1765         }
1766
1767         p->numa_faults_memory = NULL;
1768         p->numa_faults_buffer_memory = NULL;
1769         p->numa_faults_cpu= NULL;
1770         p->numa_faults_buffer_cpu = NULL;
1771         kfree(numa_faults);
1772 }
1773
1774 /*
1775  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
1776  */
1777 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
1778 {
1779         struct task_struct *p = current;
1780         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
1781         int cpu_node = task_node(current);
1782         int local = !!(flags & TNF_FAULT_LOCAL);
1783         int priv;
1784
1785         if (!numabalancing_enabled)
1786                 return;
1787
1788         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
1789         if (!p->mm)
1790                 return;
1791
1792         /* Do not worry about placement if exiting */
1793         if (p->state == TASK_DEAD)
1794                 return;
1795
1796         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
1797         if (unlikely(!p->numa_faults_memory)) {
1798                 int size = sizeof(*p->numa_faults_memory) *
1799                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
1800
1801                 p->numa_faults_memory = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
1802                 if (!p->numa_faults_memory)
1803                         return;
1804
1805                 BUG_ON(p->numa_faults_buffer_memory);
1806                 /*
1807                  * The averaged statistics, shared & private, memory & cpu,
1808                  * occupy the first half of the array. The second half of the
1809                  * array is for current counters, which are averaged into the
1810                  * first set by task_numa_placement.
1811                  */
1812                 p->numa_faults_cpu = p->numa_faults_memory + (2 * nr_node_ids);
1813                 p->numa_faults_buffer_memory = p->numa_faults_memory + (4 * nr_node_ids);
1814                 p->numa_faults_buffer_cpu = p->numa_faults_memory + (6 * nr_node_ids);
1815                 p->total_numa_faults = 0;
1816                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
1817         }
1818
1819         /*
1820          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
1821          * to be private if the accessing pid has not changed
1822          */
1823         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
1824                 priv = 1;
1825         } else {
1826                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
1827                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
1828                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
1829         }
1830
1831         /*
1832          * If a workload spans multiple NUMA nodes, a shared fault that
1833          * occurs wholly within the set of nodes that the workload is
1834          * actively using should be counted as local. This allows the
1835          * scan rate to slow down when a workload has settled down.
1836          */
1837         if (!priv && !local && p->numa_group &&
1838                         node_isset(cpu_node, p->numa_group->active_nodes) &&
1839                         node_isset(mem_node, p->numa_group->active_nodes))
1840                 local = 1;
1841
1842         task_numa_placement(p);
1843
1844         /*
1845          * Retry task to preferred node migration periodically, in case it
1846          * case it previously failed, or the scheduler moved us.
1847          */
1848         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry))
1849                 numa_migrate_preferred(p);
1850
1851         if (migrated)
1852                 p->numa_pages_migrated += pages;
1853
1854         p->numa_faults_buffer_memory[task_faults_idx(mem_node, priv)] += pages;
1855         p->numa_faults_buffer_cpu[task_faults_idx(cpu_node, priv)] += pages;
1856         p->numa_faults_locality[local] += pages;
1857 }
1858
1859 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
1860 {
1861         ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq)++;
1862         p->mm->numa_scan_offset = 0;
1863 }
1864
1865 /*
1866  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
1867  * Triggered from task_tick_numa().
1868  */
1869 void task_numa_work(struct callback_head *work)
1870 {
1871         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
1872         struct task_struct *p = current;
1873         struct mm_struct *mm = p->mm;
1874         struct vm_area_struct *vma;
1875         unsigned long start, end;
1876         unsigned long nr_pte_updates = 0;
1877         long pages;
1878
1879         WARN_ON_ONCE(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
1880
1881         work->next = work; /* protect against double add */
1882         /*
1883          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
1884          *
1885          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
1886          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
1887          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
1888          * work.
1889          */
1890         if (p->flags & PF_EXITING)
1891                 return;
1892
1893         if (!mm->numa_next_scan) {
1894                 mm->numa_next_scan = now +
1895                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
1896         }
1897
1898         /*
1899          * Enforce maximal scan/migration frequency..
1900          */
1901         migrate = mm->numa_next_scan;
1902         if (time_before(now, migrate))
1903                 return;
1904
1905         if (p->numa_scan_period == 0) {
1906                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
1907                 p->numa_scan_period = task_scan_min(p);
1908         }
1909
1910         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1911         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
1912                 return;
1913
1914         /*
1915          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
1916          * the next time around.
1917          */
1918         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
1919
1920         start = mm->numa_scan_offset;
1921         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
1922         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
1923         if (!pages)
1924                 return;
1925
1926         down_read(&mm->mmap_sem);
1927         vma = find_vma(mm, start);
1928         if (!vma) {
1929                 reset_ptenuma_scan(p);
1930                 start = 0;
1931                 vma = mm->mmap;
1932         }
1933         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
1934                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(p, vma))
1935                         continue;
1936
1937                 /*
1938                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
1939                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
1940                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
1941                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
1942                  */
1943                 if (!vma->vm_mm ||
1944                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
1945                         continue;
1946
1947                 /*
1948                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
1949                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
1950                  */
1951                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
1952                         continue;
1953
1954                 do {
1955                         start = max(start, vma->vm_start);
1956                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
1957                         end = min(end, vma->vm_end);
1958                         nr_pte_updates += change_prot_numa(vma, start, end);
1959
1960                         /*
1961                          * Scan sysctl_numa_balancing_scan_size but ensure that
1962                          * at least one PTE is updated so that unused virtual
1963                          * address space is quickly skipped.
1964                          */
1965                         if (nr_pte_updates)
1966                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
1967
1968                         start = end;
1969                         if (pages <= 0)
1970                                 goto out;
1971
1972                         cond_resched();
1973                 } while (end != vma->vm_end);
1974         }
1975
1976 out:
1977         /*
1978          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
1979          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
1980          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
1981          * scanner to the start so check it now.
1982          */
1983         if (vma)
1984                 mm->numa_scan_offset = start;
1985         else
1986                 reset_ptenuma_scan(p);
1987         up_read(&mm->mmap_sem);
1988 }
1989
1990 /*
1991  * Drive the periodic memory faults..
1992  */
1993 void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1994 {
1995         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
1996         u64 period, now;
1997
1998         /*
1999          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
2000          */
2001         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
2002                 return;
2003
2004         /*
2005          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
2006          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
2007          * task needs to have done some actual work before we bother with
2008          * NUMA placement.
2009          */
2010         now = curr->se.sum_exec_runtime;
2011         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
2012
2013         if (now - curr->node_stamp > period) {
2014                 if (!curr->node_stamp)
2015                         curr->numa_scan_period = task_scan_min(curr);
2016                 curr->node_stamp += period;
2017
2018                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
2019                         init_task_work(work, task_numa_work); /* TODO: move this into sched_fork() */
2020                         task_work_add(curr, work, true);
2021                 }
2022         }
2023 }
2024 #else
2025 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2026 {
2027 }
2028
2029 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2030 {
2031 }
2032
2033 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2034 {
2035 }
2036 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2037
2038 static void
2039 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2040 {
2041         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2042         if (!parent_entity(se))
2043                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2044 #ifdef CONFIG_SMP
2045         if (entity_is_task(se)) {
2046                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2047
2048                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
2049                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
2050         }
2051 #endif
2052         cfs_rq->nr_running++;
2053 }
2054
2055 static void
2056 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2057 {
2058         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2059         if (!parent_entity(se))
2060                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
2061         if (entity_is_task(se)) {
2062                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
2063                 list_del_init(&se->group_node);
2064         }
2065         cfs_rq->nr_running--;
2066 }
2067
2068 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2069 # ifdef CONFIG_SMP
2070 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
2071 {
2072         long tg_weight;
2073
2074         /*
2075          * Use this CPU's actual weight instead of the last load_contribution
2076          * to gain a more accurate current total weight. See
2077          * update_cfs_rq_load_contribution().
2078          */
2079         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
2080         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_contrib;
2081         tg_weight += cfs_rq->load.weight;
2082
2083         return tg_weight;
2084 }
2085
2086 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2087 {
2088         long tg_weight, load, shares;
2089
2090         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
2091         load = cfs_rq->load.weight;
2092
2093         shares = (tg->shares * load);
2094         if (tg_weight)
2095                 shares /= tg_weight;
2096
2097         if (shares < MIN_SHARES)
2098                 shares = MIN_SHARES;
2099         if (shares > tg->shares)
2100                 shares = tg->shares;
2101
2102         return shares;
2103 }
2104 # else /* CONFIG_SMP */
2105 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
2106 {
2107         return tg->shares;
2108 }
2109 # endif /* CONFIG_SMP */
2110 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
2111                             unsigned long weight)
2112 {
2113         if (se->on_rq) {
2114                 /* commit outstanding execution time */
2115                 if (cfs_rq->curr == se)
2116                         update_curr(cfs_rq);
2117                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2118         }
2119
2120         update_load_set(&se->load, weight);
2121
2122         if (se->on_rq)
2123                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2124 }
2125
2126 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
2127
2128 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2129 {
2130         struct task_group *tg;
2131         struct sched_entity *se;
2132         long shares;
2133
2134         tg = cfs_rq->tg;
2135         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
2136         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
2137                 return;
2138 #ifndef CONFIG_SMP
2139         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
2140                 return;
2141 #endif
2142         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
2143
2144         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
2145 }
2146 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2147 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2148 {
2149 }
2150 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2151
2152 #ifdef CONFIG_SMP
2153 /*
2154  * We choose a half-life close to 1 scheduling period.
2155  * Note: The tables below are dependent on this value.
2156  */
2157 #define LOAD_AVG_PERIOD 32
2158 #define LOAD_AVG_MAX 47742 /* maximum possible load avg */
2159 #define LOAD_AVG_MAX_N 345 /* number of full periods to produce LOAD_MAX_AVG */
2160
2161 /* Precomputed fixed inverse multiplies for multiplication by y^n */
2162 static const u32 runnable_avg_yN_inv[] = {
2163         0xffffffff, 0xfa83b2da, 0xf5257d14, 0xefe4b99a, 0xeac0c6e6, 0xe5b906e6,
2164         0xe0ccdeeb, 0xdbfbb796, 0xd744fcc9, 0xd2a81d91, 0xce248c14, 0xc9b9bd85,
2165         0xc5672a10, 0xc12c4cc9, 0xbd08a39e, 0xb8fbaf46, 0xb504f333, 0xb123f581,
2166         0xad583ee9, 0xa9a15ab4, 0xa5fed6a9, 0xa2704302, 0x9ef5325f, 0x9b8d39b9,
2167         0x9837f050, 0x94f4efa8, 0x91c3d373, 0x8ea4398a, 0x8b95c1e3, 0x88980e80,
2168         0x85aac367, 0x82cd8698,
2169 };
2170
2171 /*
2172  * Precomputed \Sum y^k { 1<=k<=n }.  These are floor(true_value) to prevent
2173  * over-estimates when re-combining.
2174  */
2175 static const u32 runnable_avg_yN_sum[] = {
2176             0, 1002, 1982, 2941, 3880, 4798, 5697, 6576, 7437, 8279, 9103,
2177          9909,10698,11470,12226,12966,13690,14398,15091,15769,16433,17082,
2178         17718,18340,18949,19545,20128,20698,21256,21802,22336,22859,23371,
2179 };
2180
2181 /*
2182  * Approximate:
2183  *   val * y^n,    where y^32 ~= 0.5 (~1 scheduling period)
2184  */
2185 static __always_inline u64 decay_load(u64 val, u64 n)
2186 {
2187         unsigned int local_n;
2188
2189         if (!n)
2190                 return val;
2191         else if (unlikely(n > LOAD_AVG_PERIOD * 63))
2192                 return 0;
2193
2194         /* after bounds checking we can collapse to 32-bit */
2195         local_n = n;
2196
2197         /*
2198          * As y^PERIOD = 1/2, we can combine
2199          *    y^n = 1/2^(n/PERIOD) * k^(n%PERIOD)
2200          * With a look-up table which covers k^n (n<PERIOD)
2201          *
2202          * To achieve constant time decay_load.
2203          */
2204         if (unlikely(local_n >= LOAD_AVG_PERIOD)) {
2205                 val >>= local_n / LOAD_AVG_PERIOD;
2206                 local_n %= LOAD_AVG_PERIOD;
2207         }
2208
2209         val *= runnable_avg_yN_inv[local_n];
2210         /* We don't use SRR here since we always want to round down. */
2211         return val >> 32;
2212 }
2213
2214 /*
2215  * For updates fully spanning n periods, the contribution to runnable
2216  * average will be: \Sum 1024*y^n
2217  *
2218  * We can compute this reasonably efficiently by combining:
2219  *   y^PERIOD = 1/2 with precomputed \Sum 1024*y^n {for  n <PERIOD}
2220  */
2221 static u32 __compute_runnable_contrib(u64 n)
2222 {
2223         u32 contrib = 0;
2224
2225         if (likely(n <= LOAD_AVG_PERIOD))
2226                 return runnable_avg_yN_sum[n];
2227         else if (unlikely(n >= LOAD_AVG_MAX_N))
2228                 return LOAD_AVG_MAX;
2229
2230         /* Compute \Sum k^n combining precomputed values for k^i, \Sum k^j */
2231         do {
2232                 contrib /= 2; /* y^LOAD_AVG_PERIOD = 1/2 */
2233                 contrib += runnable_avg_yN_sum[LOAD_AVG_PERIOD];
2234
2235                 n -= LOAD_AVG_PERIOD;
2236         } while (n > LOAD_AVG_PERIOD);
2237
2238         contrib = decay_load(contrib, n);
2239         return contrib + runnable_avg_yN_sum[n];
2240 }
2241
2242 /*
2243  * We can represent the historical contribution to runnable average as the
2244  * coefficients of a geometric series.  To do this we sub-divide our runnable
2245  * history into segments of approximately 1ms (1024us); label the segment that
2246  * occurred N-ms ago p_N, with p_0 corresponding to the current period, e.g.
2247  *
2248  * [<- 1024us ->|<- 1024us ->|<- 1024us ->| ...
2249  *      p0            p1           p2
2250  *     (now)       (~1ms ago)  (~2ms ago)
2251  *
2252  * Let u_i denote the fraction of p_i that the entity was runnable.
2253  *
2254  * We then designate the fractions u_i as our co-efficients, yielding the
2255  * following representation of historical load:
2256  *   u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + u_3*y^3 + ...
2257  *
2258  * We choose y based on the with of a reasonably scheduling period, fixing:
2259  *   y^32 = 0.5
2260  *
2261  * This means that the contribution to load ~32ms ago (u_32) will be weighted
2262  * approximately half as much as the contribution to load within the last ms
2263  * (u_0).
2264  *
2265  * When a period "rolls over" and we have new u_0`, multiplying the previous
2266  * sum again by y is sufficient to update:
2267  *   load_avg = u_0` + y*(u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... )
2268  *            = u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... [re-labeling u_i --> u_{i+1}]
2269  */
2270 static __always_inline int __update_entity_runnable_avg(u64 now,
2271                                                         struct sched_avg *sa,
2272                                                         int runnable)
2273 {
2274         u64 delta, periods;
2275         u32 runnable_contrib;
2276         int delta_w, decayed = 0;
2277
2278         delta = now - sa->last_runnable_update;
2279         /*
2280          * This should only happen when time goes backwards, which it
2281          * unfortunately does during sched clock init when we swap over to TSC.
2282          */
2283         if ((s64)delta < 0) {
2284                 sa->last_runnable_update = now;
2285                 return 0;
2286         }
2287
2288         /*
2289          * Use 1024ns as the unit of measurement since it's a reasonable
2290          * approximation of 1us and fast to compute.
2291          */
2292         delta >>= 10;
2293         if (!delta)
2294                 return 0;
2295         sa->last_runnable_update = now;
2296
2297         /* delta_w is the amount already accumulated against our next period */
2298         delta_w = sa->runnable_avg_period % 1024;
2299         if (delta + delta_w >= 1024) {
2300                 /* period roll-over */
2301                 decayed = 1;
2302
2303                 /*
2304                  * Now that we know we're crossing a period boundary, figure
2305                  * out how much from delta we need to complete the current
2306                  * period and accrue it.
2307                  */
2308                 delta_w = 1024 - delta_w;
2309                 if (runnable)
2310                         sa->runnable_avg_sum += delta_w;
2311                 sa->runnable_avg_period += delta_w;
2312
2313                 delta -= delta_w;
2314
2315                 /* Figure out how many additional periods this update spans */
2316                 periods = delta / 1024;
2317                 delta %= 1024;
2318
2319                 sa->runnable_avg_sum = decay_load(sa->runnable_avg_sum,
2320                                                   periods + 1);
2321                 sa->runnable_avg_period = decay_load(sa->runnable_avg_period,
2322                                                      periods + 1);
2323
2324                 /* Efficiently calculate \sum (1..n_period) 1024*y^i */
2325                 runnable_contrib = __compute_runnable_contrib(periods);
2326                 if (runnable)
2327                         sa->runnable_avg_sum += runnable_contrib;
2328                 sa->runnable_avg_period += runnable_contrib;
2329         }
2330
2331         /* Remainder of delta accrued against u_0` */
2332         if (runnable)
2333                 sa->runnable_avg_sum += delta;
2334         sa->runnable_avg_period += delta;
2335
2336         return decayed;
2337 }
2338
2339 /* Synchronize an entity's decay with its parenting cfs_rq.*/
2340 static inline u64 __synchronize_entity_decay(struct sched_entity *se)
2341 {
2342         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2343         u64 decays = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
2344
2345         decays -= se->avg.decay_count;
2346         if (!decays)
2347                 return 0;
2348
2349         se->avg.load_avg_contrib = decay_load(se->avg.load_avg_contrib, decays);
2350         se->avg.decay_count = 0;
2351
2352         return decays;
2353 }
2354
2355 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2356 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2357                                                  int force_update)
2358 {
2359         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2360         long tg_contrib;
2361
2362         tg_contrib = cfs_rq->runnable_load_avg + cfs_rq->blocked_load_avg;
2363         tg_contrib -= cfs_rq->tg_load_contrib;
2364
2365         if (force_update || abs(tg_contrib) > cfs_rq->tg_load_contrib / 8) {
2366                 atomic_long_add(tg_contrib, &tg->load_avg);
2367                 cfs_rq->tg_load_contrib += tg_contrib;
2368         }
2369 }
2370
2371 /*
2372  * Aggregate cfs_rq runnable averages into an equivalent task_group
2373  * representation for computing load contributions.
2374  */
2375 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
2376                                                   struct cfs_rq *cfs_rq)
2377 {
2378         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2379         long contrib;
2380
2381         /* The fraction of a cpu used by this cfs_rq */
2382         contrib = div_u64((u64)sa->runnable_avg_sum << NICE_0_SHIFT,
2383                           sa->runnable_avg_period + 1);
2384         contrib -= cfs_rq->tg_runnable_contrib;
2385
2386         if (abs(contrib) > cfs_rq->tg_runnable_contrib / 64) {
2387                 atomic_add(contrib, &tg->runnable_avg);
2388                 cfs_rq->tg_runnable_contrib += contrib;
2389         }
2390 }
2391
2392 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se)
2393 {
2394         struct cfs_rq *cfs_rq = group_cfs_rq(se);
2395         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2396         int runnable_avg;
2397
2398         u64 contrib;
2399
2400         contrib = cfs_rq->tg_load_contrib * tg->shares;
2401         se->avg.load_avg_contrib = div_u64(contrib,
2402                                      atomic_long_read(&tg->load_avg) + 1);
2403
2404         /*
2405          * For group entities we need to compute a correction term in the case
2406          * that they are consuming <1 cpu so that we would contribute the same
2407          * load as a task of equal weight.
2408          *
2409          * Explicitly co-ordinating this measurement would be expensive, but
2410          * fortunately the sum of each cpus contribution forms a usable
2411          * lower-bound on the true value.
2412          *
2413          * Consider the aggregate of 2 contributions.  Either they are disjoint
2414          * (and the sum represents true value) or they are disjoint and we are
2415          * understating by the aggregate of their overlap.
2416          *
2417          * Extending this to N cpus, for a given overlap, the maximum amount we
2418          * understand is then n_i(n_i+1)/2 * w_i where n_i is the number of
2419          * cpus that overlap for this interval and w_i is the interval width.
2420          *
2421          * On a small machine; the first term is well-bounded which bounds the
2422          * total error since w_i is a subset of the period.  Whereas on a
2423          * larger machine, while this first term can be larger, if w_i is the
2424          * of consequential size guaranteed to see n_i*w_i quickly converge to
2425          * our upper bound of 1-cpu.
2426          */
2427         runnable_avg = atomic_read(&tg->runnable_avg);
2428         if (runnable_avg < NICE_0_LOAD) {
2429                 se->avg.load_avg_contrib *= runnable_avg;
2430                 se->avg.load_avg_contrib >>= NICE_0_SHIFT;
2431         }
2432 }
2433
2434 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable)
2435 {
2436         __update_entity_runnable_avg(rq_clock_task(rq), &rq->avg, runnable);
2437         __update_tg_runnable_avg(&rq->avg, &rq->cfs);
2438 }
2439 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2440 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2441                                                  int force_update) {}
2442 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
2443                                                   struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2444 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se) {}
2445 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable) {}
2446 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
2447
2448 static inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se)
2449 {
2450         u32 contrib;
2451
2452         /* avoid overflowing a 32-bit type w/ SCHED_LOAD_SCALE */
2453         contrib = se->avg.runnable_avg_sum * scale_load_down(se->load.weight);
2454         contrib /= (se->avg.runnable_avg_period + 1);
2455         se->avg.load_avg_contrib = scale_load(contrib);
2456 }
2457
2458 /* Compute the current contribution to load_avg by se, return any delta */
2459 static long __update_entity_load_avg_contrib(struct sched_entity *se)
2460 {
2461         long old_contrib = se->avg.load_avg_contrib;
2462
2463         if (entity_is_task(se)) {
2464                 __update_task_entity_contrib(se);
2465         } else {
2466                 __update_tg_runnable_avg(&se->avg, group_cfs_rq(se));
2467                 __update_group_entity_contrib(se);
2468         }
2469
2470         return se->avg.load_avg_contrib - old_contrib;
2471 }
2472
2473 static inline void subtract_blocked_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
2474                                                  long load_contrib)
2475 {
2476         if (likely(load_contrib < cfs_rq->blocked_load_avg))
2477                 cfs_rq->blocked_load_avg -= load_contrib;
2478         else
2479                 cfs_rq->blocked_load_avg = 0;
2480 }
2481
2482 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
2483
2484 /* Update a sched_entity's runnable average */
2485 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
2486                                           int update_cfs_rq)
2487 {
2488         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2489         long contrib_delta;
2490         u64 now;
2491
2492         /*
2493          * For a group entity we need to use their owned cfs_rq_clock_task() in
2494          * case they are the parent of a throttled hierarchy.
2495          */
2496         if (entity_is_task(se))
2497                 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
2498         else
2499                 now = cfs_rq_clock_task(group_cfs_rq(se));
2500
2501         if (!__update_entity_runnable_avg(now, &se->avg, se->on_rq))
2502                 return;
2503
2504         contrib_delta = __update_entity_load_avg_contrib(se);
2505
2506         if (!update_cfs_rq)
2507                 return;
2508
2509         if (se->on_rq)
2510                 cfs_rq->runnable_load_avg += contrib_delta;
2511         else
2512                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, -contrib_delta);
2513 }
2514
2515 /*
2516  * Decay the load contributed by all blocked children and account this so that
2517  * their contribution may appropriately discounted when they wake up.
2518  */
2519 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int force_update)
2520 {
2521         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq) >> 20;
2522         u64 decays;
2523
2524         decays = now - cfs_rq->last_decay;
2525         if (!decays && !force_update)
2526                 return;
2527
2528         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_load)) {
2529                 unsigned long removed_load;
2530                 removed_load = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_load, 0);
2531                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, removed_load);
2532         }
2533
2534         if (decays) {
2535                 cfs_rq->blocked_load_avg = decay_load(cfs_rq->blocked_load_avg,
2536                                                       decays);
2537                 atomic64_add(decays, &cfs_rq->decay_counter);
2538                 cfs_rq->last_decay = now;
2539         }
2540
2541         __update_cfs_rq_tg_load_contrib(cfs_rq, force_update);
2542 }
2543
2544 /* Add the load generated by se into cfs_rq's child load-average */
2545 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2546                                                   struct sched_entity *se,
2547                                                   int wakeup)
2548 {
2549         /*
2550          * We track migrations using entity decay_count <= 0, on a wake-up
2551          * migration we use a negative decay count to track the remote decays
2552          * accumulated while sleeping.
2553          *
2554          * Newly forked tasks are enqueued with se->avg.decay_count == 0, they
2555          * are seen by enqueue_entity_load_avg() as a migration with an already
2556          * constructed load_avg_contrib.
2557          */
2558         if (unlikely(se->avg.decay_count <= 0)) {
2559                 se->avg.last_runnable_update = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
2560                 if (se->avg.decay_count) {
2561                         /*
2562                          * In a wake-up migration we have to approximate the
2563                          * time sleeping.  This is because we can't synchronize
2564                          * clock_task between the two cpus, and it is not
2565                          * guaranteed to be read-safe.  Instead, we can
2566                          * approximate this using our carried decays, which are
2567                          * explicitly atomically readable.
2568                          */
2569                         se->avg.last_runnable_update -= (-se->avg.decay_count)
2570                                                         << 20;
2571                         update_entity_load_avg(se, 0);
2572                         /* Indicate that we're now synchronized and on-rq */
2573                         se->avg.decay_count = 0;
2574                 }
2575                 wakeup = 0;
2576         } else {
2577                 __synchronize_entity_decay(se);
2578         }
2579
2580         /* migrated tasks did not contribute to our blocked load */
2581         if (wakeup) {
2582                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
2583                 update_entity_load_avg(se, 0);
2584         }
2585
2586         cfs_rq->runnable_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
2587         /* we force update consideration on load-balancer moves */
2588         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !wakeup);
2589 }
2590
2591 /*
2592  * Remove se's load from this cfs_rq child load-average, if the entity is
2593  * transitioning to a blocked state we track its projected decay using
2594  * blocked_load_avg.
2595  */
2596 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2597                                                   struct sched_entity *se,
2598                                                   int sleep)
2599 {
2600         update_entity_load_avg(se, 1);
2601         /* we force update consideration on load-balancer moves */
2602         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !sleep);
2603
2604         cfs_rq->runnable_load_avg -= se->avg.load_avg_contrib;
2605         if (sleep) {
2606                 cfs_rq->blocked_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
2607                 se->avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
2608         } /* migrations, e.g. sleep=0 leave decay_count == 0 */
2609 }
2610
2611 /*
2612  * Update the rq's load with the elapsed running time before entering
2613  * idle. if the last scheduled task is not a CFS task, idle_enter will
2614  * be the only way to update the runnable statistic.
2615  */
2616 void idle_enter_fair(struct rq *this_rq)
2617 {
2618         update_rq_runnable_avg(this_rq, 1);
2619 }
2620
2621 /*
2622  * Update the rq's load with the elapsed idle time before a task is
2623  * scheduled. if the newly scheduled task is not a CFS task, idle_exit will
2624  * be the only way to update the runnable statistic.
2625  */
2626 void idle_exit_fair(struct rq *this_rq)
2627 {
2628         update_rq_runnable_avg(this_rq, 0);
2629 }
2630
2631 static int idle_balance(struct rq *this_rq);
2632
2633 #else /* CONFIG_SMP */
2634
2635 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
2636                                           int update_cfs_rq) {}
2637 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable) {}
2638 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2639                                            struct sched_entity *se,
2640                                            int wakeup) {}
2641 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
2642                                            struct sched_entity *se,
2643                                            int sleep) {}
2644 static inline void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
2645                                               int force_update) {}
2646
2647 static inline int idle_balance(struct rq *rq)
2648 {
2649         return 0;
2650 }
2651
2652 #endif /* CONFIG_SMP */
2653
2654 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2655 {
2656 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2657         struct task_struct *tsk = NULL;
2658
2659         if (entity_is_task(se))
2660                 tsk = task_of(se);
2661
2662         if (se->statistics.sleep_start) {
2663                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.sleep_start;
2664
2665                 if ((s64)delta < 0)
2666                         delta = 0;
2667
2668                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
2669                         se->statistics.sleep_max = delta;
2670
2671                 se->statistics.sleep_start = 0;
2672                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2673
2674                 if (tsk) {
2675                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
2676                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
2677                 }
2678         }
2679         if (se->statistics.block_start) {
2680                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.block_start;
2681
2682                 if ((s64)delta < 0)
2683                         delta = 0;
2684
2685                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
2686                         se->statistics.block_max = delta;
2687
2688                 se->statistics.block_start = 0;
2689                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
2690
2691                 if (tsk) {
2692                         if (tsk->in_iowait) {
2693                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
2694                                 se->statistics.iowait_count++;
2695                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
2696                         }
2697
2698                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
2699
2700                         /*
2701                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
2702                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
2703                          * amount of time that the task spent sleeping:
2704                          */
2705                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
2706                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
2707                                                 (void *)get_wchan(tsk),
2708                                                 delta >> 20);
2709                         }
2710                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
2711                 }
2712         }
2713 #endif
2714 }
2715
2716 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2717 {
2718 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2719         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
2720
2721         if (d < 0)
2722                 d = -d;
2723
2724         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
2725                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
2726 #endif
2727 }
2728
2729 static void
2730 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
2731 {
2732         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
2733
2734         /*
2735          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
2736          * however the extra weight of the new task will slow them down a
2737          * little, place the new task so that it fits in the slot that
2738          * stays open at the end.
2739          */
2740         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
2741                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
2742
2743         /* sleeps up to a single latency don't count. */
2744         if (!initial) {
2745                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
2746
2747                 /*
2748                  * Halve their sleep time's effect, to allow
2749                  * for a gentler effect of sleepers:
2750                  */
2751                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
2752                         thresh >>= 1;
2753
2754                 vruntime -= thresh;
2755         }
2756
2757         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
2758         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
2759 }
2760
2761 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
2762
2763 static void
2764 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
2765 {
2766         /*
2767          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
2768          * through calling update_curr().
2769          */
2770         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
2771                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
2772
2773         /*
2774          * Update run-time statistics of the 'current'.
2775          */
2776         update_curr(cfs_rq);
2777         enqueue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
2778         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2779         update_cfs_shares(cfs_rq);
2780
2781         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
2782                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
2783                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
2784         }
2785
2786         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
2787         check_spread(cfs_rq, se);
2788         if (se != cfs_rq->curr)
2789                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
2790         se->on_rq = 1;
2791
2792         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
2793                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
2794                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
2795         }
2796 }
2797
2798 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
2799 {
2800         for_each_sched_entity(se) {
2801                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2802                 if (cfs_rq->last != se)
2803                         break;
2804
2805                 cfs_rq->last = NULL;
2806         }
2807 }
2808
2809 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
2810 {
2811         for_each_sched_entity(se) {
2812                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2813                 if (cfs_rq->next != se)
2814                         break;
2815
2816                 cfs_rq->next = NULL;
2817         }
2818 }
2819
2820 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
2821 {
2822         for_each_sched_entity(se) {
2823                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2824                 if (cfs_rq->skip != se)
2825                         break;
2826
2827                 cfs_rq->skip = NULL;
2828         }
2829 }
2830
2831 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2832 {
2833         if (cfs_rq->last == se)
2834                 __clear_buddies_last(se);
2835
2836         if (cfs_rq->next == se)
2837                 __clear_buddies_next(se);
2838
2839         if (cfs_rq->skip == se)
2840                 __clear_buddies_skip(se);
2841 }
2842
2843 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
2844
2845 static void
2846 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
2847 {
2848         /*
2849          * Update run-time statistics of the 'current'.
2850          */
2851         update_curr(cfs_rq);
2852         dequeue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & DEQUEUE_SLEEP);
2853
2854         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
2855         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
2856 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2857                 if (entity_is_task(se)) {
2858                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
2859
2860                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
2861                                 se->statistics.sleep_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
2862                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
2863                                 se->statistics.block_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
2864                 }
2865 #endif
2866         }
2867
2868         clear_buddies(cfs_rq, se);
2869
2870         if (se != cfs_rq->curr)
2871                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
2872         se->on_rq = 0;
2873         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2874
2875         /*
2876          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
2877          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
2878          * movement in our normalized position.
2879          */
2880         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
2881                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
2882
2883         /* return excess runtime on last dequeue */
2884         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2885
2886         update_min_vruntime(cfs_rq);
2887         update_cfs_shares(cfs_rq);
2888 }
2889
2890 /*
2891  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
2892  */
2893 static void
2894 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
2895 {
2896         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
2897         struct sched_entity *se;
2898         s64 delta;
2899
2900         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
2901         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
2902         if (delta_exec > ideal_runtime) {
2903                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2904                 /*
2905                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
2906                  * re-elected due to buddy favours.
2907                  */
2908                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
2909                 return;
2910         }
2911
2912         /*
2913          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
2914          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
2915          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
2916          */
2917         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
2918                 return;
2919
2920         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
2921         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
2922
2923         if (delta < 0)
2924                 return;
2925
2926         if (delta > ideal_runtime)
2927                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2928 }
2929
2930 static void
2931 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2932 {
2933         /* 'current' is not kept within the tree. */
2934         if (se->on_rq) {
2935                 /*
2936                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
2937                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
2938                  * runqueue.
2939                  */
2940                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
2941                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
2942         }
2943
2944         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
2945         cfs_rq->curr = se;
2946 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2947         /*
2948          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
2949          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
2950          * when there are only lesser-weight tasks around):
2951          */
2952         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
2953                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
2954                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
2955         }
2956 #endif
2957         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
2958 }
2959
2960 static int
2961 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
2962
2963 /*
2964  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
2965  * 1) keep things fair between processes/task groups
2966  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
2967  * 3) pick the "last" process, for cache locality
2968  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
2969  */
2970 static struct sched_entity *
2971 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
2972 {
2973         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
2974         struct sched_entity *se;
2975
2976         /*
2977          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
2978          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
2979          */
2980         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
2981                 left = curr;
2982
2983         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
2984
2985         /*
2986          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
2987          * be done without getting too unfair.
2988          */
2989         if (cfs_rq->skip == se) {
2990                 struct sched_entity *second;
2991
2992                 if (se == curr) {
2993                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
2994                 } else {
2995                         second = __pick_next_entity(se);
2996                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
2997                                 second = curr;
2998                 }
2999
3000                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
3001                         se = second;
3002         }
3003
3004         /*
3005          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
3006          */
3007         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
3008                 se = cfs_rq->last;
3009
3010         /*
3011          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
3012          */
3013         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
3014                 se = cfs_rq->next;
3015
3016         clear_buddies(cfs_rq, se);
3017
3018         return se;
3019 }
3020
3021 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
3022
3023 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
3024 {
3025         /*
3026          * If still on the runqueue then deactivate_task()
3027          * was not called and update_curr() has to be done:
3028          */
3029         if (prev->on_rq)
3030                 update_curr(cfs_rq);
3031
3032         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
3033         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3034
3035         check_spread(cfs_rq, prev);
3036         if (prev->on_rq) {
3037                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
3038                 /* Put 'current' back into the tree. */
3039                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
3040                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
3041                 update_entity_load_avg(prev, 1);
3042         }
3043         cfs_rq->curr = NULL;
3044 }
3045
3046 static void
3047 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
3048 {
3049         /*
3050          * Update run-time statistics of the 'current'.
3051          */
3052         update_curr(cfs_rq);
3053
3054         /*
3055          * Ensure that runnable average is periodically updated.
3056          */
3057         update_entity_load_avg(curr, 1);
3058         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
3059         update_cfs_shares(cfs_rq);
3060
3061 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
3062         /*
3063          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
3064          * validating it and just reschedule.
3065          */
3066         if (queued) {
3067                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
3068                 return;
3069         }
3070         /*
3071          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
3072          */
3073         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
3074                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
3075                 return;
3076 #endif
3077
3078         if (cfs_rq->nr_running > 1)
3079                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
3080 }
3081
3082
3083 /**************************************************
3084  * CFS bandwidth control machinery
3085  */
3086
3087 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
3088
3089 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
3090 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
3091
3092 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
3093 {
3094         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
3095 }
3096
3097 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
3098 {
3099         static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
3100 }
3101
3102 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
3103 {
3104         static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
3105 }
3106 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
3107 static bool cfs_bandwidth_used(void)
3108 {
3109         return true;
3110 }
3111
3112 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
3113 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
3114 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
3115
3116 /*
3117  * default period for cfs group bandwidth.
3118  * default: 0.1s, units: nanoseconds
3119  */
3120 static inline u64 default_cfs_period(void)
3121 {
3122         return 100000000ULL;
3123 }
3124
3125 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
3126 {
3127         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
3128 }
3129
3130 /*
3131  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
3132  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
3133  * additional synchronization around rq->lock.
3134  *
3135  * requires cfs_b->lock
3136  */
3137 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3138 {
3139         u64 now;
3140
3141         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3142                 return;
3143
3144         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
3145         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
3146         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
3147 }
3148
3149 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
3150 {
3151         return &tg->cfs_bandwidth;
3152 }
3153
3154 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
3155 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
3156 {
3157         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
3158                 return cfs_rq->throttled_clock_task;
3159
3160         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
3161 }
3162
3163 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
3164 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3165 {
3166         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
3167         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
3168         u64 amount = 0, min_amount, expires;
3169
3170         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
3171         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
3172
3173         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3174         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3175                 amount = min_amount;
3176         else {
3177                 /*
3178                  * If the bandwidth pool has become inactive, then at least one
3179                  * period must have elapsed since the last consumption.
3180                  * Refresh the global state and ensure bandwidth timer becomes
3181                  * active.
3182                  */
3183                 if (!cfs_b->timer_active) {
3184                         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
3185                         __start_cfs_bandwidth(cfs_b, false);
3186                 }
3187
3188                 if (cfs_b->runtime > 0) {
3189                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
3190                         cfs_b->runtime -= amount;
3191                         cfs_b->idle = 0;
3192                 }
3193         }
3194         expires = cfs_b->runtime_expires;
3195         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3196
3197         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
3198         /*
3199          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
3200          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
3201          * issued.
3202          */
3203         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
3204                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3205
3206         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
3207 }
3208
3209 /*
3210  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
3211  * fact that rq->clock snapshots this value.
3212  */
3213 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3214 {
3215         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3216
3217         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
3218         if (likely((s64)(rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
3219                 return;
3220
3221         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
3222                 return;
3223
3224         /*
3225          * If the local deadline has passed we have to consider the
3226          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
3227          * has not truly expired.
3228          *
3229          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
3230          * whether the global deadline has advanced. It is valid to compare
3231          * cfs_b->runtime_expires without any locks since we only care about
3232          * exact equality, so a partial write will still work.
3233          */
3234
3235         if (cfs_rq->runtime_expires != cfs_b->runtime_expires) {
3236                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
3237                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
3238         } else {
3239                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
3240                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
3241         }
3242 }
3243
3244 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3245 {
3246         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
3247         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
3248         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3249
3250         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3251                 return;
3252
3253         /*
3254          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
3255          * hierarchy can be throttled
3256          */
3257         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
3258                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
3259 }
3260
3261 static __always_inline
3262 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
3263 {
3264         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
3265                 return;
3266
3267         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
3268 }
3269
3270 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
3271 {
3272         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
3273 }
3274
3275 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
3276 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
3277 {
3278         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
3279 }
3280
3281 /*
3282  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
3283  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
3284  * load-balance operations.
3285  */
3286 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
3287                                     int src_cpu, int dest_cpu)
3288 {
3289         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
3290
3291         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
3292         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
3293
3294         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
3295                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
3296 }
3297
3298 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
3299 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
3300 {
3301         struct rq *rq = data;
3302         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3303
3304         cfs_rq->throttle_count--;
3305 #ifdef CONFIG_SMP
3306         if (!cfs_rq->throttle_count) {
3307                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
3308                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
3309                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
3310         }
3311 #endif
3312
3313         return 0;
3314 }
3315
3316 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
3317 {
3318         struct rq *rq = data;
3319         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
3320
3321         /* group is entering throttled state, stop time */
3322         if (!cfs_rq->throttle_count)
3323                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
3324         cfs_rq->throttle_count++;
3325
3326         return 0;
3327 }
3328
3329 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3330 {
3331         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3332         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3333         struct sched_entity *se;
3334         long task_delta, dequeue = 1;
3335
3336         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
3337
3338         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
3339         rcu_read_lock();
3340         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
3341         rcu_read_unlock();
3342
3343         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3344         for_each_sched_entity(se) {
3345                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
3346                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
3347                 if (!se->on_rq)
3348                         break;
3349
3350                 if (dequeue)
3351                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
3352                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
3353
3354                 if (qcfs_rq->load.weight)
3355                         dequeue = 0;
3356         }
3357
3358         if (!se)
3359                 sub_nr_running(rq, task_delta);
3360
3361         cfs_rq->throttled = 1;
3362         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
3363         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3364         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
3365         if (!cfs_b->timer_active)
3366                 __start_cfs_bandwidth(cfs_b, false);
3367         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3368 }
3369
3370 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
3371 {
3372         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3373         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3374         struct sched_entity *se;
3375         int enqueue = 1;
3376         long task_delta;
3377
3378         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
3379
3380         cfs_rq->throttled = 0;
3381
3382         update_rq_clock(rq);
3383
3384         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3385         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
3386         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
3387         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3388
3389         /* update hierarchical throttle state */
3390         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
3391
3392         if (!cfs_rq->load.weight)
3393                 return;
3394
3395         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
3396         for_each_sched_entity(se) {
3397                 if (se->on_rq)
3398                         enqueue = 0;
3399
3400                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3401                 if (enqueue)
3402                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
3403                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
3404
3405                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3406                         break;
3407         }
3408
3409         if (!se)
3410                 add_nr_running(rq, task_delta);
3411
3412         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
3413         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
3414                 resched_task(rq->curr);
3415 }
3416
3417 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
3418                 u64 remaining, u64 expires)
3419 {
3420         struct cfs_rq *cfs_rq;
3421         u64 runtime = remaining;
3422
3423         rcu_read_lock();
3424         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
3425                                 throttled_list) {
3426                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3427
3428                 raw_spin_lock(&rq->lock);
3429                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3430                         goto next;
3431
3432                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
3433                 if (runtime > remaining)
3434                         runtime = remaining;
3435                 remaining -= runtime;
3436
3437                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
3438                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
3439
3440                 /* we check whether we're throttled above */
3441                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
3442                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3443
3444 next:
3445                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
3446
3447                 if (!remaining)
3448                         break;
3449         }
3450         rcu_read_unlock();
3451
3452         return remaining;
3453 }
3454
3455 /*
3456  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
3457  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
3458  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
3459  * used to track this state.
3460  */
3461 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
3462 {
3463         u64 runtime, runtime_expires;
3464         int throttled;
3465
3466         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
3467         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
3468                 goto out_deactivate;
3469
3470         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3471         cfs_b->nr_periods += overrun;
3472
3473         /*
3474          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
3475          * we're going inactive then everything else can be deferred
3476          */
3477         if (cfs_b->idle && !throttled)
3478                 goto out_deactivate;
3479
3480         /*
3481          * if we have relooped after returning idle once, we need to update our
3482          * status as actually running, so that other cpus doing
3483          * __start_cfs_bandwidth will stop trying to cancel us.
3484          */
3485         cfs_b->timer_active = 1;
3486
3487         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
3488
3489         if (!throttled) {
3490                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
3491                 cfs_b->idle = 1;
3492                 return 0;
3493         }
3494
3495         /* account preceding periods in which throttling occurred */
3496         cfs_b->nr_throttled += overrun;
3497
3498         /*
3499          * There are throttled entities so we must first use the new bandwidth
3500          * to unthrottle them before making it generally available.  This
3501          * ensures that all existing debts will be paid before a new cfs_rq is
3502          * allowed to run.
3503          */
3504         runtime = cfs_b->runtime;
3505         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
3506         cfs_b->runtime = 0;
3507
3508         /*
3509          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth
3510          * while we unthrottle.  This can potentially race with an unthrottled
3511          * group trying to acquire new bandwidth from the global pool.
3512          */
3513         while (throttled && runtime > 0) {
3514                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3515                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
3516                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
3517                                                  runtime_expires);
3518                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3519
3520                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3521         }
3522
3523         /* return (any) remaining runtime */
3524         cfs_b->runtime = runtime;
3525         /*
3526          * While we are ensured activity in the period following an
3527          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
3528          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
3529          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
3530          */
3531         cfs_b->idle = 0;
3532
3533         return 0;
3534
3535 out_deactivate:
3536         cfs_b->timer_active = 0;
3537         return 1;
3538 }
3539
3540 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
3541 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
3542 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
3543 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
3544 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
3545 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
3546
3547 /*
3548  * Are we near the end of the current quota period?
3549  *
3550  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
3551  * hrtimer base being cleared by __hrtimer_start_range_ns. In the case of
3552  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
3553  */
3554 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
3555 {
3556         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
3557         u64 remaining;
3558
3559         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
3560         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
3561                 return 1;
3562
3563         /* is a quota refresh about to occur? */
3564         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
3565         if (remaining < min_expire)
3566                 return 1;
3567
3568         return 0;
3569 }
3570
3571 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3572 {
3573         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
3574
3575         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
3576         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
3577                 return;
3578
3579         start_bandwidth_timer(&cfs_b->slack_timer,
3580                                 ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period));
3581 }
3582
3583 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
3584 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3585 {
3586         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
3587         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
3588
3589         if (slack_runtime <= 0)
3590                 return;
3591
3592         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3593         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
3594             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
3595                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
3596
3597                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
3598                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
3599                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
3600                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
3601         }
3602         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3603
3604         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
3605         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
3606 }
3607
3608 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3609 {
3610         if (!cfs_bandwidth_used())
3611                 return;
3612
3613         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
3614                 return;
3615
3616         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
3617 }
3618
3619 /*
3620  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
3621  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
3622  */
3623 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3624 {
3625         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
3626         u64 expires;
3627
3628         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
3629         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3630         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
3631                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3632                 return;
3633         }
3634
3635         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice) {
3636                 runtime = cfs_b->runtime;
3637                 cfs_b->runtime = 0;
3638         }
3639         expires = cfs_b->runtime_expires;
3640         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3641
3642         if (!runtime)
3643                 return;
3644
3645         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
3646
3647         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3648         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
3649                 cfs_b->runtime = runtime;
3650         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3651 }
3652
3653 /*
3654  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
3655  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
3656  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
3657  */
3658 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
3659 {
3660         if (!cfs_bandwidth_used())
3661                 return;
3662
3663         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
3664         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
3665                 return;
3666
3667         /* ensure the group is not already throttled */
3668         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3669                 return;
3670
3671         /* update runtime allocation */
3672         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
3673         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
3674                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3675 }
3676
3677 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
3678 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3679 {
3680         if (!cfs_bandwidth_used())
3681                 return false;
3682
3683         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
3684                 return false;
3685
3686         /*
3687          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
3688          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
3689          */
3690         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3691                 return true;
3692
3693         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
3694         return true;
3695 }
3696
3697 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
3698 {
3699         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3700                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
3701         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
3702
3703         return HRTIMER_NORESTART;
3704 }
3705
3706 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
3707 {
3708         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
3709                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
3710         ktime_t now;
3711         int overrun;
3712         int idle = 0;
3713
3714         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3715         for (;;) {
3716                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
3717                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, cfs_b->period);
3718
3719                 if (!overrun)
3720                         break;
3721
3722                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
3723         }
3724         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3725
3726         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
3727 }
3728
3729 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3730 {
3731         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
3732         cfs_b->runtime = 0;
3733         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
3734         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
3735
3736         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
3737         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3738         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
3739         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3740         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
3741 }
3742
3743 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
3744 {
3745         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
3746         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
3747 }
3748
3749 /* requires cfs_b->lock, may release to reprogram timer */
3750 void __start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b, bool force)
3751 {
3752         /*
3753          * The timer may be active because we're trying to set a new bandwidth
3754          * period or because we're racing with the tear-down path
3755          * (timer_active==0 becomes visible before the hrtimer call-back
3756          * terminates).  In either case we ensure that it's re-programmed
3757          */
3758         while (unlikely(hrtimer_active(&cfs_b->period_timer)) &&
3759                hrtimer_try_to_cancel(&cfs_b->period_timer) < 0) {
3760                 /* bounce the lock to allow do_sched_cfs_period_timer to run */
3761                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
3762                 cpu_relax();
3763                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
3764                 /* if someone else restarted the timer then we're done */
3765                 if (!force && cfs_b->timer_active)
3766                         return;
3767         }
3768
3769         cfs_b->timer_active = 1;
3770         start_bandwidth_timer(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
3771 }
3772
3773 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
3774 {
3775         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
3776         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
3777 }
3778
3779 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
3780 {
3781         struct cfs_rq *cfs_rq;
3782
3783         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
3784                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
3785                         continue;
3786
3787                 /*
3788                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
3789                  * there's some valid quota amount
3790                  */
3791                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
3792                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3793                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
3794         }
3795 }
3796
3797 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
3798 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
3799 {
3800         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
3801 }
3802
3803 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
3804 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
3805 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3806 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3807
3808 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
3809 {
3810         return 0;
3811 }
3812
3813 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
3814 {
3815         return 0;
3816 }
3817
3818 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
3819                                     int src_cpu, int dest_cpu)
3820 {
3821         return 0;
3822 }
3823
3824 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
3825
3826 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3827 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3828 #endif
3829
3830 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
3831 {
3832         return NULL;
3833 }
3834 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
3835 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
3836
3837 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
3838
3839 /**************************************************
3840  * CFS operations on tasks:
3841  */
3842
3843 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
3844 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3845 {
3846         struct sched_entity *se = &p->se;
3847         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3848
3849         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
3850
3851         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
3852                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
3853                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
3854                 s64 delta = slice - ran;
3855
3856                 if (delta < 0) {
3857                         if (rq->curr == p)
3858                                 resched_task(p);
3859                         return;
3860                 }
3861
3862                 /*
3863                  * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
3864                  * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
3865                  */
3866                 if (rq->curr != p)
3867                         delta = max_t(s64, 10000LL, delta);
3868
3869                 hrtick_start(rq, delta);
3870         }
3871 }
3872
3873 /*
3874  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
3875  * current task is from our class and nr_running is low enough
3876  * to matter.
3877  */
3878 static void hrtick_update(struct rq *rq)
3879 {
3880         struct task_struct *curr = rq->curr;
3881
3882         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
3883                 return;
3884
3885         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
3886                 hrtick_start_fair(rq, curr);
3887 }
3888 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
3889 static inline void
3890 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3891 {
3892 }
3893
3894 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
3895 {
3896 }
3897 #endif
3898
3899 /*
3900  * The enqueue_task method is called before nr_running is
3901  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
3902  * then put the task into the rbtree:
3903  */
3904 static void
3905 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
3906 {
3907         struct cfs_rq *cfs_rq;
3908         struct sched_entity *se = &p->se;
3909
3910         for_each_sched_entity(se) {
3911                 if (se->on_rq)
3912                         break;
3913                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3914                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
3915
3916                 /*
3917                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
3918                  *
3919                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
3920                  * post the final h_nr_running increment below.
3921                 */
3922                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3923                         break;
3924                 cfs_rq->h_nr_running++;
3925
3926                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
3927         }
3928
3929         for_each_sched_entity(se) {
3930                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3931                 cfs_rq->h_nr_running++;
3932
3933                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3934                         break;
3935
3936                 update_cfs_shares(cfs_rq);
3937                 update_entity_load_avg(se, 1);
3938         }
3939
3940         if (!se) {
3941                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
3942                 add_nr_running(rq, 1);
3943         }
3944         hrtick_update(rq);
3945 }
3946
3947 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
3948
3949 /*
3950  * The dequeue_task method is called before nr_running is
3951  * decreased. We remove the task from the rbtree and
3952  * update the fair scheduling stats:
3953  */
3954 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
3955 {
3956         struct cfs_rq *cfs_rq;
3957         struct sched_entity *se = &p->se;
3958         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
3959
3960         for_each_sched_entity(se) {
3961                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3962                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
3963
3964                 /*
3965                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
3966                  *
3967                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
3968                  * post the final h_nr_running decrement below.
3969                 */
3970                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3971                         break;
3972                 cfs_rq->h_nr_running--;
3973
3974                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
3975                 if (cfs_rq->load.weight) {
3976                         /*
3977                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
3978                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
3979                          */
3980                         if (task_sleep && parent_entity(se))
3981                                 set_next_buddy(parent_entity(se));
3982
3983                         /* avoid re-evaluating load for this entity */
3984                         se = parent_entity(se);
3985                         break;
3986                 }
3987                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
3988         }
3989
3990         for_each_sched_entity(se) {
3991                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3992                 cfs_rq->h_nr_running--;
3993
3994                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
3995                         break;
3996
3997                 update_cfs_shares(cfs_rq);
3998                 update_entity_load_avg(se, 1);
3999         }
4000
4001         if (!se) {
4002                 sub_nr_running(rq, 1);
4003                 update_rq_runnable_avg(rq, 1);
4004         }
4005         hrtick_update(rq);
4006 }
4007
4008 #ifdef CONFIG_SMP
4009 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
4010 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
4011 {
4012         return cpu_rq(cpu)->cfs.runnable_load_avg;
4013 }
4014
4015 /*
4016  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
4017  * according to the scheduling class and "nice" value.
4018  *
4019  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
4020  * balance conservatively.
4021  */
4022 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
4023 {
4024         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4025         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
4026
4027         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
4028                 return total;
4029
4030         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
4031 }
4032
4033 /*
4034  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
4035  * according to the scheduling class and "nice" value.
4036  */
4037 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
4038 {
4039         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4040         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
4041
4042         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
4043                 return total;
4044
4045         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
4046 }
4047
4048 static unsigned long capacity_of(int cpu)
4049 {
4050         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity;
4051 }
4052
4053 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
4054 {
4055         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4056         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
4057         unsigned long load_avg = rq->cfs.runnable_load_avg;
4058
4059         if (nr_running)
4060                 return load_avg / nr_running;
4061
4062         return 0;
4063 }
4064
4065 static void record_wakee(struct task_struct *p)
4066 {
4067         /*
4068          * Rough decay (wiping) for cost saving, don't worry
4069          * about the boundary, really active task won't care
4070          * about the loss.
4071          */
4072         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
4073                 current->wakee_flips >>= 1;
4074                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
4075         }
4076
4077         if (current->last_wakee != p) {
4078                 current->last_wakee = p;
4079                 current->wakee_flips++;
4080         }
4081 }
4082
4083 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
4084 {
4085         struct sched_entity *se = &p->se;
4086         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4087         u64 min_vruntime;
4088
4089 #ifndef CONFIG_64BIT
4090         u64 min_vruntime_copy;
4091
4092         do {
4093                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
4094                 smp_rmb();
4095                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4096         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
4097 #else
4098         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4099 #endif
4100
4101         se->vruntime -= min_vruntime;
4102         record_wakee(p);
4103 }
4104
4105 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4106 /*
4107  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
4108  *
4109  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
4110  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
4111  * can calculate the shift in shares.
4112  *
4113  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
4114  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
4115  * total group weight.
4116  *
4117  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
4118  * distribution (s_i) using:
4119  *
4120  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
4121  *
4122  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
4123  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
4124  * shares distribution (s_i):
4125  *
4126  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
4127  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
4128  *
4129  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
4130  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
4131  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
4132  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
4133  *
4134  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
4135  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
4136  *
4137  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
4138  *
4139  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
4140  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
4141  * weight and shares distributions like:
4142  *
4143  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
4144  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
4145  *
4146  * We can then compute the difference in effective weight by using:
4147  *
4148  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
4149  *
4150  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
4151  *
4152  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
4153  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
4154  * 4/7) times the weight of the group.
4155  */
4156 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4157 {
4158         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
4159
4160         if (!tg->parent)        /* the trivial, non-cgroup case */
4161                 return wl;
4162
4163         for_each_sched_entity(se) {
4164                 long w, W;
4165
4166                 tg = se->my_q->tg;
4167
4168                 /*
4169                  * W = @wg + \Sum rw_j
4170                  */
4171                 W = wg + calc_tg_weight(tg, se->my_q);
4172
4173                 /*
4174                  * w = rw_i + @wl
4175                  */
4176                 w = se->my_q->load.weight + wl;
4177
4178                 /*
4179                  * wl = S * s'_i; see (2)
4180                  */
4181                 if (W > 0 && w < W)
4182                         wl = (w * tg->shares) / W;
4183                 else
4184                         wl = tg->shares;
4185
4186                 /*
4187                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
4188                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
4189                  * calc_cfs_shares().
4190                  */
4191                 if (wl < MIN_SHARES)
4192                         wl = MIN_SHARES;
4193
4194                 /*
4195                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
4196                  */
4197                 wl -= se->load.weight;
4198
4199                 /*
4200                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
4201                  * the final effective load change on the root group. Since
4202                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
4203                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
4204                  * resulting from this level per the above.
4205                  */
4206                 wg = 0;
4207         }
4208
4209         return wl;
4210 }
4211 #else
4212
4213 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
4214 {
4215         return wl;
4216 }
4217
4218 #endif
4219
4220 static int wake_wide(struct task_struct *p)
4221 {
4222         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
4223
4224         /*
4225          * Yeah, it's the switching-frequency, could means many wakee or
4226          * rapidly switch, use factor here will just help to automatically
4227          * adjust the loose-degree, so bigger node will lead to more pull.
4228          */
4229         if (p->wakee_flips > factor) {
4230                 /*
4231                  * wakee is somewhat hot, it needs certain amount of cpu
4232                  * resource, so if waker is far more hot, prefer to leave
4233                  * it alone.
4234                  */
4235                 if (current->wakee_flips > (factor * p->wakee_flips))
4236                         return 1;
4237         }
4238
4239         return 0;
4240 }
4241
4242 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
4243 {
4244         s64 this_load, load;
4245         int idx, this_cpu, prev_cpu;
4246         unsigned long tl_per_task;
4247         struct task_group *tg;
4248         unsigned long weight;
4249         int balanced;
4250
4251         /*
4252          * If we wake multiple tasks be careful to not bounce
4253          * ourselves around too much.
4254          */
4255         if (wake_wide(p))
4256                 return 0;
4257
4258         idx       = sd->wake_idx;
4259         this_cpu  = smp_processor_id();
4260         prev_cpu  = task_cpu(p);
4261         load      = source_load(prev_cpu, idx);
4262         this_load = target_load(this_cpu, idx);
4263
4264         /*
4265          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
4266          * effect of the currently running task from the load
4267          * of the current CPU:
4268          */
4269         if (sync) {
4270                 tg = task_group(current);
4271                 weight = current->se.load.weight;
4272
4273                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
4274                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
4275         }
4276
4277         tg = task_group(p);
4278         weight = p->se.load.weight;
4279
4280         /*
4281          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
4282          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
4283          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
4284          * about that, so that's good too.
4285          *
4286          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
4287          * task to be woken on this_cpu.
4288          */
4289         if (this_load > 0) {
4290                 s64 this_eff_load, prev_eff_load;
4291
4292                 this_eff_load = 100;
4293                 this_eff_load *= capacity_of(prev_cpu);
4294                 this_eff_load *= this_load +
4295                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
4296
4297                 prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
4298                 prev_eff_load *= capacity_of(this_cpu);
4299                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
4300
4301                 balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
4302         } else
4303                 balanced = true;
4304
4305         /*
4306          * If the currently running task will sleep within
4307          * a reasonable amount of time then attract this newly
4308          * woken task:
4309          */
4310         if (sync && balanced)
4311                 return 1;
4312
4313         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
4314         tl_per_task = cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
4315
4316         if (balanced ||
4317             (this_load <= load &&
4318              this_load + target_load(prev_cpu, idx) <= tl_per_task)) {
4319                 /*
4320                  * This domain has SD_WAKE_AFFINE and
4321                  * p is cache cold in this domain, and
4322                  * there is no bad imbalance.
4323                  */
4324                 schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
4325                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
4326
4327                 return 1;
4328         }
4329         return 0;
4330 }
4331
4332 /*
4333  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
4334  * domain.
4335  */
4336 static struct sched_group *
4337 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
4338                   int this_cpu, int sd_flag)
4339 {
4340         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
4341         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
4342         int load_idx = sd->forkexec_idx;
4343         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
4344
4345         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
4346                 load_idx = sd->wake_idx;
4347
4348         do {
4349                 unsigned long load, avg_load;
4350                 int local_group;
4351                 int i;
4352
4353                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
4354                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
4355                                         tsk_cpus_allowed(p)))
4356                         continue;
4357
4358                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
4359                                                sched_group_cpus(group));
4360
4361                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
4362                 avg_load = 0;
4363
4364                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
4365                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
4366                         if (local_group)
4367                                 load = source_load(i, load_idx);
4368                         else
4369                                 load = target_load(i, load_idx);
4370
4371                         avg_load += load;
4372                 }
4373
4374                 /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
4375                 avg_load = (avg_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) / group->sgc->capacity;
4376
4377                 if (local_group) {
4378                         this_load = avg_load;
4379                 } else if (avg_load < min_load) {
4380                         min_load = avg_load;
4381                         idlest = group;
4382                 }
4383         } while (group = group->next, group != sd->groups);
4384
4385         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
4386                 return NULL;
4387         return idlest;
4388 }
4389
4390 /*
4391  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
4392  */
4393 static int
4394 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
4395 {
4396         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
4397         int idlest = -1;
4398         int i;
4399
4400         /* Traverse only the allowed CPUs */
4401         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
4402                 load = weighted_cpuload(i);
4403
4404                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
4405                         min_load = load;
4406                         idlest = i;
4407                 }
4408         }
4409
4410         return idlest;
4411 }
4412
4413 /*
4414  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
4415  */
4416 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
4417 {
4418         struct sched_domain *sd;
4419         struct sched_group *sg;
4420         int i = task_cpu(p);
4421
4422         if (idle_cpu(target))
4423                 return target;
4424
4425         /*
4426          * If the prevous cpu is cache affine and idle, don't be stupid.
4427          */
4428         if (i != target && cpus_share_cache(i, target) && idle_cpu(i))
4429                 return i;
4430
4431         /*
4432          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
4433          */
4434         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
4435         for_each_lower_domain(sd) {
4436                 sg = sd->groups;
4437                 do {
4438                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
4439                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
4440                                 goto next;
4441
4442                         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
4443                                 if (i == target || !idle_cpu(i))
4444                                         goto next;
4445                         }
4446
4447                         target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
4448                                         tsk_cpus_allowed(p));
4449                         goto done;
4450 next:
4451                         sg = sg->next;
4452                 } while (sg != sd->groups);
4453         }
4454 done:
4455         return target;
4456 }
4457
4458 /*
4459  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
4460  * that have the 'sd_flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
4461  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
4462  *
4463  * Balances load by selecting the idlest cpu in the idlest group, or under
4464  * certain conditions an idle sibling cpu if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
4465  *
4466  * Returns the target cpu number.
4467  *
4468  * preempt must be disabled.
4469  */
4470 static int
4471 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
4472 {
4473         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
4474         int cpu = smp_processor_id();
4475         int new_cpu = cpu;
4476         int want_affine = 0;
4477         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
4478
4479         if (p->nr_cpus_allowed == 1)
4480                 return prev_cpu;
4481
4482         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
4483                 if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
4484                         want_affine = 1;
4485                 new_cpu = prev_cpu;
4486         }
4487
4488         rcu_read_lock();
4489         for_each_domain(cpu, tmp) {
4490                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4491                         continue;
4492
4493                 /*
4494                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
4495                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
4496                  */
4497                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
4498                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
4499                         affine_sd = tmp;
4500                         break;
4501                 }
4502
4503                 if (tmp->flags & sd_flag)
4504                         sd = tmp;
4505         }
4506
4507         if (affine_sd && cpu != prev_cpu && wake_affine(affine_sd, p, sync))
4508                 prev_cpu = cpu;
4509
4510         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
4511                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu);
4512                 goto unlock;
4513         }
4514
4515         while (sd) {
4516                 struct sched_group *group;
4517                 int weight;
4518
4519                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
4520                         sd = sd->child;
4521                         continue;
4522                 }
4523
4524                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, sd_flag);
4525                 if (!group) {
4526                         sd = sd->child;
4527                         continue;
4528                 }
4529
4530                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
4531                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
4532                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
4533                         sd = sd->child;
4534                         continue;
4535                 }
4536
4537                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
4538                 cpu = new_cpu;
4539                 weight = sd->span_weight;
4540                 sd = NULL;
4541                 for_each_domain(cpu, tmp) {
4542                         if (weight <= tmp->span_weight)
4543                                 break;
4544                         if (tmp->flags & sd_flag)
4545                                 sd = tmp;
4546                 }
4547                 /* while loop will break here if sd == NULL */
4548         }
4549 unlock:
4550         rcu_read_unlock();
4551
4552         return new_cpu;
4553 }
4554
4555 /*
4556  * Called immediately before a task is migrated to a new cpu; task_cpu(p) and
4557  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
4558  * previous cpu.  However, the caller only guarantees p->pi_lock is held; no
4559  * other assumptions, including the state of rq->lock, should be made.
4560  */
4561 static void
4562 migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int next_cpu)
4563 {
4564         struct sched_entity *se = &p->se;
4565         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4566
4567         /*
4568          * Load tracking: accumulate removed load so that it can be processed
4569          * when we next update owning cfs_rq under rq->lock.  Tasks contribute
4570          * to blocked load iff they have a positive decay-count.  It can never
4571          * be negative here since on-rq tasks have decay-count == 0.
4572          */
4573         if (se->avg.decay_count) {
4574                 se->avg.decay_count = -__synchronize_entity_decay(se);
4575                 atomic_long_add(se->avg.load_avg_contrib,
4576                                                 &cfs_rq->removed_load);
4577         }
4578
4579         /* We have migrated, no longer consider this task hot */
4580         se->exec_start = 0;
4581 }
4582 #endif /* CONFIG_SMP */
4583
4584 static unsigned long
4585 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
4586 {
4587         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
4588
4589         /*
4590          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
4591          * to virtual-time in his units.
4592          *
4593          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
4594          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
4595          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
4596          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
4597          * be smaller, again penalizing the lighter task.
4598          *
4599          * This is especially important for buddies when the leftmost
4600          * task is higher priority than the buddy.
4601          */
4602         return calc_delta_fair(gran, se);
4603 }
4604
4605 /*
4606  * Should 'se' preempt 'curr'.
4607  *
4608  *             |s1
4609  *        |s2
4610  *   |s3
4611  *         g
4612  *      |<--->|c
4613  *
4614  *  w(c, s1) = -1
4615  *  w(c, s2) =  0
4616  *  w(c, s3) =  1
4617  *
4618  */
4619 static int
4620 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
4621 {
4622         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
4623
4624         if (vdiff <= 0)
4625                 return -1;
4626
4627         gran = wakeup_gran(curr, se);
4628         if (vdiff > gran)
4629                 return 1;
4630
4631         return 0;
4632 }
4633
4634 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
4635 {
4636         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
4637                 return;
4638
4639         for_each_sched_entity(se)
4640                 cfs_rq_of(se)->last = se;
4641 }
4642
4643 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
4644 {
4645         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
4646                 return;
4647
4648         for_each_sched_entity(se)
4649                 cfs_rq_of(se)->next = se;
4650 }
4651
4652 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
4653 {
4654         for_each_sched_entity(se)
4655                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
4656 }
4657
4658 /*
4659  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
4660  */
4661 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
4662 {
4663         struct task_struct *curr = rq->curr;
4664         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
4665         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
4666         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
4667         int next_buddy_marked = 0;
4668
4669         if (unlikely(se == pse))
4670                 return;
4671
4672         /*
4673          * This is possible from callers such as move_task(), in which we
4674          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
4675          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
4676          * next-buddy nomination below.
4677          */
4678         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
4679                 return;
4680
4681         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
4682                 set_next_buddy(pse);
4683                 next_buddy_marked = 1;
4684         }
4685
4686         /*
4687          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
4688          * wake up path.
4689          *
4690          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
4691          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
4692          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
4693          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
4694          * below.
4695          */
4696         if (test_tsk_need_resched(curr))
4697                 return;
4698
4699         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
4700         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
4701             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
4702                 goto preempt;
4703
4704         /*
4705          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
4706          * is driven by the tick):
4707          */
4708         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
4709                 return;
4710
4711         find_matching_se(&se, &pse);
4712         update_curr(cfs_rq_of(se));
4713         BUG_ON(!pse);
4714         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
4715                 /*
4716                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
4717                  * triggering this preemption.
4718                  */
4719                 if (!next_buddy_marked)
4720                         set_next_buddy(pse);
4721                 goto preempt;
4722         }
4723
4724         return;
4725
4726 preempt:
4727         resched_task(curr);
4728         /*
4729          * Only set the backward buddy when the current task is still
4730          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
4731          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
4732          * point, either of which can * drop the rq lock.
4733          *
4734          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
4735          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
4736          */
4737         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
4738                 return;
4739
4740         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
4741                 set_last_buddy(se);
4742 }
4743
4744 static struct task_struct *
4745 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
4746 {
4747         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
4748         struct sched_entity *se;
4749         struct task_struct *p;
4750         int new_tasks;
4751
4752 again:
4753 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4754         if (!cfs_rq->nr_running)
4755                 goto idle;
4756
4757         if (prev->sched_class != &fair_sched_class)
4758                 goto simple;
4759
4760         /*
4761          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
4762          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
4763          *
4764          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
4765          * hierarchy, only change the part that actually changes.
4766          */
4767
4768         do {
4769                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
4770
4771                 /*
4772                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
4773                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
4774                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
4775                  * forget we've ever seen it.
4776                  */
4777                 if (curr && curr->on_rq)
4778                         update_curr(cfs_rq);
4779                 else
4780                         curr = NULL;
4781
4782                 /*
4783                  * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the throttle and
4784                  * dequeue its entity in the parent(s). Therefore the 'simple'
4785                  * nr_running test will indeed be correct.
4786                  */
4787                 if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq)))
4788                         goto simple;
4789
4790                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
4791                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
4792         } while (cfs_rq);
4793
4794         p = task_of(se);
4795
4796         /*
4797          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
4798          * is a different task than we started out with, try and touch the
4799          * least amount of cfs_rqs.
4800          */
4801         if (prev != p) {
4802                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
4803
4804                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
4805                         int se_depth = se->depth;
4806                         int pse_depth = pse->depth;
4807
4808                         if (se_depth <= pse_depth) {
4809                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
4810                                 pse = parent_entity(pse);
4811                         }
4812                         if (se_depth >= pse_depth) {
4813                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
4814                                 se = parent_entity(se);
4815                         }
4816                 }
4817
4818                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
4819                 set_next_entity(cfs_rq, se);
4820         }
4821
4822         if (hrtick_enabled(rq))
4823                 hrtick_start_fair(rq, p);
4824
4825         return p;
4826 simple:
4827         cfs_rq = &rq->cfs;
4828 #endif
4829
4830         if (!cfs_rq->nr_running)
4831                 goto idle;
4832
4833         put_prev_task(rq, prev);
4834
4835         do {
4836                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
4837                 set_next_entity(cfs_rq, se);
4838                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
4839         } while (cfs_rq);
4840
4841         p = task_of(se);
4842
4843         if (hrtick_enabled(rq))
4844                 hrtick_start_fair(rq, p);
4845
4846         return p;
4847
4848 idle:
4849         new_tasks = idle_balance(rq);
4850         /*
4851          * Because idle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
4852          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
4853          * must re-start the pick_next_entity() loop.
4854          */
4855         if (new_tasks < 0)
4856                 return RETRY_TASK;
4857
4858         if (new_tasks > 0)
4859                 goto again;
4860
4861         return NULL;
4862 }
4863
4864 /*
4865  * Account for a descheduled task:
4866  */
4867 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
4868 {
4869         struct sched_entity *se = &prev->se;
4870         struct cfs_rq *cfs_rq;
4871
4872         for_each_sched_entity(se) {
4873                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4874                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
4875         }
4876 }
4877
4878 /*
4879  * sched_yield() is very simple
4880  *
4881  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
4882  */
4883 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
4884 {
4885         struct task_struct *curr = rq->curr;
4886         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
4887         struct sched_entity *se = &curr->se;
4888
4889         /*
4890          * Are we the only task in the tree?
4891          */
4892         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
4893                 return;
4894
4895         clear_buddies(cfs_rq, se);
4896
4897         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
4898                 update_rq_clock(rq);
4899                 /*
4900                  * Update run-time statistics of the 'current'.
4901                  */
4902                 update_curr(cfs_rq);
4903                 /*
4904                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
4905                  * so we don't do microscopic update in schedule()
4906                  * and double the fastpath cost.
4907                  */
4908                  rq->skip_clock_update = 1;
4909         }
4910
4911         set_skip_buddy(se);
4912 }
4913
4914 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
4915 {
4916         struct sched_entity *se = &p->se;
4917
4918         /* throttled hierarchies are not runnable */
4919         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
4920                 return false;
4921
4922         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
4923         set_next_buddy(se);
4924
4925         yield_task_fair(rq);
4926
4927         return true;
4928 }
4929
4930 #ifdef CONFIG_SMP
4931 /**************************************************
4932  * Fair scheduling class load-balancing methods.
4933  *
4934  * BASICS
4935  *
4936  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
4937  * per-cpu scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
4938  * time to each task. This is expressed in the following equation:
4939  *
4940  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
4941  *
4942  * Where W_i,n is the n-th weight average for cpu i. The instantaneous weight
4943  * W_i,0 is defined as:
4944  *
4945  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
4946  *
4947  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on cpu i. This weight
4948  * is derived from the nice value as per prio_to_weight[].
4949  *
4950  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
4951  * weight:
4952  *
4953  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
4954  *
4955  * C_i is the compute capacity of cpu i, typically it is the
4956  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
4957  * can also include other factors [XXX].
4958  *
4959  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
4960  * directly from (1):
4961  *
4962  *   imb_i,j = max{ avg(W/C), W_i/C_i } - min{ avg(W/C), W_j/C_j }    (4)
4963  *
4964  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
4965  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
4966  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
4967  *
4968  * [XXX expand on:
4969  *     - infeasible weights;
4970  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
4971  *
4972  *
4973  * SCHED DOMAINS
4974  *
4975  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
4976  * for all i,j solution, we create a tree of cpus that follows the hardware
4977  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
4978  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of cpus going up the
4979  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
4980  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of cpus in
4981  * the groups.
4982  *
4983  * This yields:
4984  *
4985  *     log_2 n     1     n
4986  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
4987  *     i = 0      2^i   2^i
4988  *                               `- size of each group
4989  *         |         |     `- number of cpus doing load-balance
4990  *         |         `- freq
4991  *         `- sum over all levels
4992  *
4993  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
4994  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
4995  *
4996  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
4997  * to every other cpu in at most O(log n) steps:
4998  *
4999  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
5000  *
5001  *             log_2 n     
5002  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
5003  *             k = 0
5004  *
5005  * And you'll find that:
5006  *
5007  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
5008  *
5009  * Showing there's indeed a path between every cpu in at most O(log n) steps.
5010  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
5011  * of:
5012  *
5013  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
5014  *
5015  *
5016  * WORK CONSERVING
5017  *
5018  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
5019  * balancing is more aggressive and has the newly idle cpu iterate up the domain
5020  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
5021  *
5022  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
5023  * time.
5024  *
5025  * [XXX more?]
5026  *
5027  *
5028  * CGROUPS
5029  *
5030  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
5031  *
5032  *                                s_k,i
5033  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
5034  *                                 S_k
5035  *
5036  * Where
5037  *
5038  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
5039  *
5040  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on cpu i.
5041  *
5042  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
5043  * property.
5044  *
5045  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
5046  *      rewrite all of this once again.]
5047  */ 
5048
5049 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
5050
5051 enum fbq_type { regular, remote, all };
5052
5053 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
5054 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
5055 #define LBF_DST_PINNED  0x04
5056 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
5057
5058 struct lb_env {
5059         struct sched_domain     *sd;
5060
5061         struct rq               *src_rq;
5062         int                     src_cpu;
5063
5064         int                     dst_cpu;
5065         struct rq               *dst_rq;
5066
5067         struct cpumask          *dst_grpmask;
5068         int                     new_dst_cpu;
5069         enum cpu_idle_type      idle;
5070         long                    imbalance;
5071         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
5072         struct cpumask          *cpus;
5073
5074         unsigned int            flags;
5075
5076         unsigned int            loop;
5077         unsigned int            loop_break;
5078         unsigned int            loop_max;
5079
5080         enum fbq_type           fbq_type;
5081 };
5082
5083 /*
5084  * move_task - move a task from one runqueue to another runqueue.
5085  * Both runqueues must be locked.
5086  */
5087 static void move_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5088 {
5089         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
5090         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
5091         activate_task(env->dst_rq, p, 0);
5092         check_preempt_curr(env->dst_rq, p, 0);
5093 }
5094
5095 /*
5096  * Is this task likely cache-hot:
5097  */
5098 static int
5099 task_hot(struct task_struct *p, u64 now)
5100 {
5101         s64 delta;
5102
5103         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
5104                 return 0;
5105
5106         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
5107                 return 0;
5108
5109         /*
5110          * Buddy candidates are cache hot:
5111          */
5112         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && this_rq()->nr_running &&
5113                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
5114                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
5115                 return 1;
5116
5117         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
5118                 return 1;
5119         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
5120                 return 0;
5121
5122         delta = now - p->se.exec_start;
5123
5124         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
5125 }
5126
5127 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5128 /* Returns true if the destination node has incurred more faults */
5129 static bool migrate_improves_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5130 {
5131         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
5132         int src_nid, dst_nid;
5133
5134         if (!sched_feat(NUMA_FAVOUR_HIGHER) || !p->numa_faults_memory ||
5135             !(env->sd->flags & SD_NUMA)) {
5136                 return false;
5137         }
5138
5139         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
5140         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
5141
5142         if (src_nid == dst_nid)
5143                 return false;
5144
5145         if (numa_group) {
5146                 /* Task is already in the group's interleave set. */
5147                 if (node_isset(src_nid, numa_group->active_nodes))
5148                         return false;
5149
5150                 /* Task is moving into the group's interleave set. */
5151                 if (node_isset(dst_nid, numa_group->active_nodes))
5152                         return true;
5153
5154                 return group_faults(p, dst_nid) > group_faults(p, src_nid);
5155         }
5156
5157         /* Encourage migration to the preferred node. */
5158         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
5159                 return true;
5160
5161         return task_faults(p, dst_nid) > task_faults(p, src_nid);
5162 }
5163
5164
5165 static bool migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5166 {
5167         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
5168         int src_nid, dst_nid;
5169
5170         if (!sched_feat(NUMA) || !sched_feat(NUMA_RESIST_LOWER))
5171                 return false;
5172
5173         if (!p->numa_faults_memory || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
5174                 return false;
5175
5176         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
5177         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
5178
5179         if (src_nid == dst_nid)
5180                 return false;
5181
5182         if (numa_group) {
5183                 /* Task is moving within/into the group's interleave set. */
5184                 if (node_isset(dst_nid, numa_group->active_nodes))
5185                         return false;
5186
5187                 /* Task is moving out of the group's interleave set. */
5188                 if (node_isset(src_nid, numa_group->active_nodes))
5189                         return true;
5190
5191                 return group_faults(p, dst_nid) < group_faults(p, src_nid);
5192         }
5193
5194         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
5195         if (src_nid == p->numa_preferred_nid)
5196                 return true;
5197
5198         return task_faults(p, dst_nid) < task_faults(p, src_nid);
5199 }
5200
5201 #else
5202 static inline bool migrate_improves_locality(struct task_struct *p,
5203                                              struct lb_env *env)
5204 {
5205         return false;
5206 }
5207
5208 static inline bool migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
5209                                              struct lb_env *env)
5210 {
5211         return false;
5212 }
5213 #endif
5214
5215 /*
5216  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
5217  */
5218 static
5219 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
5220 {
5221         int tsk_cache_hot = 0;
5222         /*
5223          * We do not migrate tasks that are:
5224          * 1) throttled_lb_pair, or
5225          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
5226          * 3) running (obviously), or
5227          * 4) are cache-hot on their current CPU.
5228          */
5229         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
5230                 return 0;
5231
5232         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
5233                 int cpu;
5234
5235                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
5236
5237                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
5238
5239                 /*
5240                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
5241                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
5242                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
5243                  *
5244                  * Also avoid computing new_dst_cpu if we have already computed
5245                  * one in current iteration.
5246                  */
5247                 if (!env->dst_grpmask || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
5248                         return 0;
5249
5250                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
5251                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
5252                         if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
5253                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
5254                                 env->new_dst_cpu = cpu;
5255                                 break;
5256                         }
5257                 }
5258
5259                 return 0;
5260         }
5261
5262         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
5263         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
5264
5265         if (task_running(env->src_rq, p)) {
5266                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
5267                 return 0;
5268         }
5269
5270         /*
5271          * Aggressive migration if:
5272          * 1) destination numa is preferred
5273          * 2) task is cache cold, or
5274          * 3) too many balance attempts have failed.
5275          */
5276         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq_clock_task(env->src_rq));
5277         if (!tsk_cache_hot)
5278                 tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
5279
5280         if (migrate_improves_locality(p, env)) {
5281 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
5282                 if (tsk_cache_hot) {
5283                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
5284                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
5285                 }
5286 #endif
5287                 return 1;
5288         }
5289
5290         if (!tsk_cache_hot ||
5291                 env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
5292
5293                 if (tsk_cache_hot) {
5294                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
5295                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
5296                 }
5297
5298                 return 1;
5299         }
5300
5301         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
5302         return 0;
5303 }
5304
5305 /*
5306  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
5307  * part of active balancing operations within "domain".
5308  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
5309  *
5310  * Called with both runqueues locked.
5311  */
5312 static int move_one_task(struct lb_env *env)
5313 {
5314         struct task_struct *p, *n;
5315
5316         list_for_each_entry_safe(p, n, &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
5317                 if (!can_migrate_task(p, env))
5318                         continue;
5319
5320                 move_task(p, env);
5321                 /*
5322                  * Right now, this is only the second place move_task()
5323                  * is called, so we can safely collect move_task()
5324                  * stats here rather than inside move_task().
5325                  */
5326                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
5327                 return 1;
5328         }
5329         return 0;
5330 }
5331
5332 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
5333
5334 /*
5335  * move_tasks tries to move up to imbalance weighted load from busiest to
5336  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
5337  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
5338  *
5339  * Called with both runqueues locked.
5340  */
5341 static int move_tasks(struct lb_env *env)
5342 {
5343         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
5344         struct task_struct *p;
5345         unsigned long load;
5346         int pulled = 0;
5347
5348         if (env->imbalance <= 0)
5349                 return 0;
5350
5351         while (!list_empty(tasks)) {
5352                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
5353
5354                 env->loop++;
5355                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
5356                 if (env->loop > env->loop_max)
5357                         break;
5358
5359                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
5360                 if (env->loop > env->loop_break) {
5361                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
5362                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
5363                         break;
5364                 }
5365
5366                 if (!can_migrate_task(p, env))
5367                         goto next;
5368
5369                 load = task_h_load(p);
5370
5371                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
5372                         goto next;
5373
5374                 if ((load / 2) > env->imbalance)
5375                         goto next;
5376
5377                 move_task(p, env);
5378                 pulled++;
5379                 env->imbalance -= load;
5380
5381 #ifdef CONFIG_PREEMPT
5382                 /*
5383                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
5384                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
5385                  * the critical section.
5386                  */
5387                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
5388                         break;
5389 #endif
5390
5391                 /*
5392                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
5393                  * weighted load.
5394                  */
5395                 if (env->imbalance <= 0)
5396                         break;
5397
5398                 continue;
5399 next:
5400                 list_move_tail(&p->se.group_node, tasks);
5401         }
5402
5403         /*
5404          * Right now, this is one of only two places move_task() is called,
5405          * so we can safely collect move_task() stats here rather than
5406          * inside move_task().
5407          */
5408         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], pulled);
5409
5410         return pulled;
5411 }
5412
5413 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5414 /*
5415  * update tg->load_weight by folding this cpu's load_avg
5416  */
5417 static void __update_blocked_averages_cpu(struct task_group *tg, int cpu)
5418 {
5419         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
5420         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
5421
5422         /* throttled entities do not contribute to load */
5423         if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
5424                 return;
5425
5426         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
5427
5428         if (se) {
5429                 update_entity_load_avg(se, 1);
5430                 /*
5431                  * We pivot on our runnable average having decayed to zero for
5432                  * list removal.  This generally implies that all our children
5433                  * have also been removed (modulo rounding error or bandwidth
5434                  * control); however, such cases are rare and we can fix these
5435                  * at enqueue.
5436                  *
5437                  * TODO: fix up out-of-order children on enqueue.
5438                  */
5439                 if (!se->avg.runnable_avg_sum && !cfs_rq->nr_running)
5440                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
5441         } else {
5442                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5443                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
5444         }
5445 }
5446
5447 static void update_blocked_averages(int cpu)
5448 {
5449         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5450         struct cfs_rq *cfs_rq;
5451         unsigned long flags;
5452
5453         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5454         update_rq_clock(rq);
5455         /*
5456          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
5457          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
5458          */
5459         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
5460                 /*
5461                  * Note: We may want to consider periodically releasing
5462                  * rq->lock about these updates so that creating many task
5463                  * groups does not result in continually extending hold time.
5464                  */
5465                 __update_blocked_averages_cpu(cfs_rq->tg, rq->cpu);
5466         }
5467
5468         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5469 }
5470
5471 /*
5472  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
5473  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
5474  * group is a fraction of its parents load.
5475  */
5476 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
5477 {
5478         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5479         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
5480         unsigned long now = jiffies;
5481         unsigned long load;
5482
5483         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
5484                 return;
5485
5486         cfs_rq->h_load_next = NULL;
5487         for_each_sched_entity(se) {
5488                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5489                 cfs_rq->h_load_next = se;
5490                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
5491                         break;
5492         }
5493
5494         if (!se) {
5495                 cfs_rq->h_load = cfs_rq->runnable_load_avg;
5496                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
5497         }
5498
5499         while ((se = cfs_rq->h_load_next) != NULL) {
5500                 load = cfs_rq->h_load;
5501                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg_contrib,
5502                                 cfs_rq->runnable_load_avg + 1);
5503                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
5504                 cfs_rq->h_load = load;
5505                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
5506         }
5507 }
5508
5509 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
5510 {
5511         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
5512
5513         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
5514         return div64_ul(p->se.avg.load_avg_contrib * cfs_rq->h_load,
5515                         cfs_rq->runnable_load_avg + 1);
5516 }
5517 #else
5518 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
5519 {
5520 }
5521
5522 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
5523 {
5524         return p->se.avg.load_avg_contrib;
5525 }
5526 #endif
5527
5528 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
5529 /*
5530  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
5531  */
5532 struct sg_lb_stats {
5533         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
5534         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
5535         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
5536         unsigned long load_per_task;
5537         unsigned long group_capacity;
5538         unsigned int sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
5539         unsigned int group_capacity_factor;
5540         unsigned int idle_cpus;
5541         unsigned int group_weight;
5542         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
5543         int group_has_free_capacity;
5544 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5545         unsigned int nr_numa_running;
5546         unsigned int nr_preferred_running;
5547 #endif
5548 };
5549
5550 /*
5551  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
5552  *               during load balancing.
5553  */
5554 struct sd_lb_stats {
5555         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
5556         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
5557         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
5558         unsigned long total_capacity;   /* Total capacity of all groups in sd */
5559         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
5560
5561         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
5562         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
5563 };
5564
5565 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
5566 {
5567         /*
5568          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
5569          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
5570          * We must however clear busiest_stat::avg_load because
5571          * update_sd_pick_busiest() reads this before assignment.
5572          */
5573         *sds = (struct sd_lb_stats){
5574                 .busiest = NULL,
5575                 .local = NULL,
5576                 .total_load = 0UL,
5577                 .total_capacity = 0UL,
5578                 .busiest_stat = {
5579                         .avg_load = 0UL,
5580                 },
5581         };
5582 }
5583
5584 /**
5585  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
5586  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
5587  * @idle: The idle status of the CPU for whose sd load_idx is obtained.
5588  *
5589  * Return: The load index.
5590  */
5591 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
5592                                         enum cpu_idle_type idle)
5593 {
5594         int load_idx;
5595
5596         switch (idle) {
5597         case CPU_NOT_IDLE:
5598                 load_idx = sd->busy_idx;
5599                 break;
5600
5601         case CPU_NEWLY_IDLE:
5602                 load_idx = sd->newidle_idx;
5603                 break;
5604         default:
5605                 load_idx = sd->idle_idx;
5606                 break;
5607         }
5608
5609         return load_idx;
5610 }
5611
5612 static unsigned long default_scale_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
5613 {
5614         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
5615 }
5616
5617 unsigned long __weak arch_scale_freq_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
5618 {
5619         return default_scale_capacity(sd, cpu);
5620 }
5621
5622 static unsigned long default_scale_smt_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
5623 {
5624         unsigned long weight = sd->span_weight;
5625         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
5626
5627         smt_gain /= weight;
5628
5629         return smt_gain;
5630 }
5631
5632 unsigned long __weak arch_scale_smt_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
5633 {
5634         return default_scale_smt_capacity(sd, cpu);
5635 }
5636
5637 static unsigned long scale_rt_capacity(int cpu)
5638 {
5639         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5640         u64 total, available, age_stamp, avg;
5641         s64 delta;
5642
5643         /*
5644          * Since we're reading these variables without serialization make sure
5645          * we read them once before doing sanity checks on them.
5646          */
5647         age_stamp = ACCESS_ONCE(rq->age_stamp);
5648         avg = ACCESS_ONCE(rq->rt_avg);
5649
5650         delta = rq_clock(rq) - age_stamp;
5651         if (unlikely(delta < 0))
5652                 delta = 0;
5653
5654         total = sched_avg_period() + delta;
5655
5656         if (unlikely(total < avg)) {
5657                 /* Ensures that capacity won't end up being negative */
5658                 available = 0;
5659         } else {
5660                 available = total - avg;
5661         }
5662
5663         if (unlikely((s64)total < SCHED_CAPACITY_SCALE))
5664                 total = SCHED_CAPACITY_SCALE;
5665
5666         total >>= SCHED_CAPACITY_SHIFT;
5667
5668         return div_u64(available, total);
5669 }
5670
5671 static void update_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
5672 {
5673         unsigned long weight = sd->span_weight;
5674         unsigned long capacity = SCHED_CAPACITY_SCALE;
5675         struct sched_group *sdg = sd->groups;
5676
5677         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY) && weight > 1) {
5678                 if (sched_feat(ARCH_CAPACITY))
5679                         capacity *= arch_scale_smt_capacity(sd, cpu);
5680                 else
5681                         capacity *= default_scale_smt_capacity(sd, cpu);
5682
5683                 capacity >>= SCHED_CAPACITY_SHIFT;
5684         }
5685
5686         sdg->sgc->capacity_orig = capacity;
5687
5688         if (sched_feat(ARCH_CAPACITY))
5689                 capacity *= arch_scale_freq_capacity(sd, cpu);
5690         else
5691                 capacity *= default_scale_capacity(sd, cpu);
5692
5693         capacity >>= SCHED_CAPACITY_SHIFT;
5694
5695         capacity *= scale_rt_capacity(cpu);
5696         capacity >>= SCHED_CAPACITY_SHIFT;
5697
5698         if (!capacity)
5699                 capacity = 1;
5700
5701         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity = capacity;
5702         sdg->sgc->capacity = capacity;
5703 }
5704
5705 void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
5706 {
5707         struct sched_domain *child = sd->child;
5708         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
5709         unsigned long capacity, capacity_orig;
5710         unsigned long interval;
5711
5712         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
5713         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
5714         sdg->sgc->next_update = jiffies + interval;
5715
5716         if (!child) {
5717                 update_cpu_capacity(sd, cpu);
5718                 return;
5719         }
5720
5721         capacity_orig = capacity = 0;
5722
5723         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
5724                 /*
5725                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
5726                  * span the current group.
5727                  */
5728
5729                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg)) {
5730                         struct sched_group_capacity *sgc;
5731                         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5732
5733                         /*
5734                          * build_sched_domains() -> init_sched_groups_capacity()
5735                          * gets here before we've attached the domains to the
5736                          * runqueues.
5737                          *
5738                          * Use capacity_of(), which is set irrespective of domains
5739                          * in update_cpu_capacity().
5740                          *
5741                          * This avoids capacity/capacity_orig from being 0 and
5742                          * causing divide-by-zero issues on boot.
5743                          *
5744                          * Runtime updates will correct capacity_orig.
5745                          */
5746                         if (unlikely(!rq->sd)) {
5747                                 capacity_orig += capacity_of(cpu);
5748                                 capacity += capacity_of(cpu);
5749                                 continue;
5750                         }
5751
5752                         sgc = rq->sd->groups->sgc;
5753                         capacity_orig += sgc->capacity_orig;
5754                         capacity += sgc->capacity;
5755                 }
5756         } else  {
5757                 /*
5758                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
5759                  * span the current group.
5760                  */ 
5761
5762                 group = child->groups;
5763                 do {
5764                         capacity_orig += group->sgc->capacity_orig;
5765                         capacity += group->sgc->capacity;
5766                         group = group->next;
5767                 } while (group != child->groups);
5768         }
5769
5770         sdg->sgc->capacity_orig = capacity_orig;
5771         sdg->sgc->capacity = capacity;
5772 }
5773
5774 /*
5775  * Try and fix up capacity for tiny siblings, this is needed when
5776  * things like SD_ASYM_PACKING need f_b_g to select another sibling
5777  * which on its own isn't powerful enough.
5778  *
5779  * See update_sd_pick_busiest() and check_asym_packing().
5780  */
5781 static inline int
5782 fix_small_capacity(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group)
5783 {
5784         /*
5785          * Only siblings can have significantly less than SCHED_CAPACITY_SCALE
5786          */
5787         if (!(sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY))
5788                 return 0;
5789
5790         /*
5791          * If ~90% of the cpu_capacity is still there, we're good.
5792          */
5793         if (group->sgc->capacity * 32 > group->sgc->capacity_orig * 29)
5794                 return 1;
5795
5796         return 0;
5797 }
5798
5799 /*
5800  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
5801  * groups is inadequate due to tsk_cpus_allowed() constraints.
5802  *
5803  * Imagine a situation of two groups of 4 cpus each and 4 tasks each with a
5804  * cpumask covering 1 cpu of the first group and 3 cpus of the second group.
5805  * Something like:
5806  *
5807  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
5808  *              *     * * *
5809  *
5810  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
5811  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
5812  * cpu 3 and leave one of the cpus in the second group unused.
5813  *
5814  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
5815  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
5816  * moving tasks due to affinity constraints.
5817  *
5818  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
5819  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
5820  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
5821  * to create an effective group imbalance.
5822  *
5823  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
5824  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
5825  * subtle and fragile situation.
5826  */
5827
5828 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
5829 {
5830         return group->sgc->imbalance;
5831 }
5832
5833 /*
5834  * Compute the group capacity factor.
5835  *
5836  * Avoid the issue where N*frac(smt_capacity) >= 1 creates 'phantom' cores by
5837  * first dividing out the smt factor and computing the actual number of cores
5838  * and limit unit capacity with that.
5839  */
5840 static inline int sg_capacity_factor(struct lb_env *env, struct sched_group *group)
5841 {
5842         unsigned int capacity_factor, smt, cpus;
5843         unsigned int capacity, capacity_orig;
5844
5845         capacity = group->sgc->capacity;
5846         capacity_orig = group->sgc->capacity_orig;
5847         cpus = group->group_weight;
5848
5849         /* smt := ceil(cpus / capacity), assumes: 1 < smt_capacity < 2 */
5850         smt = DIV_ROUND_UP(SCHED_CAPACITY_SCALE * cpus, capacity_orig);
5851         capacity_factor = cpus / smt; /* cores */
5852
5853         capacity_factor = min_t(unsigned,
5854                 capacity_factor, DIV_ROUND_CLOSEST(capacity, SCHED_CAPACITY_SCALE));
5855         if (!capacity_factor)
5856                 capacity_factor = fix_small_capacity(env->sd, group);
5857
5858         return capacity_factor;
5859 }
5860
5861 /**
5862  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
5863  * @env: The load balancing environment.
5864  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
5865  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
5866  * @local_group: Does group contain this_cpu.
5867  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
5868  */
5869 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
5870                         struct sched_group *group, int load_idx,
5871                         int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
5872 {
5873         unsigned long load;
5874         int i;
5875
5876         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
5877
5878         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
5879                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
5880
5881                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
5882                 if (local_group)
5883                         load = target_load(i, load_idx);
5884                 else
5885                         load = source_load(i, load_idx);
5886
5887                 sgs->group_load += load;
5888                 sgs->sum_nr_running += rq->nr_running;
5889 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5890                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
5891                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
5892 #endif
5893                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
5894                 if (idle_cpu(i))
5895                         sgs->idle_cpus++;
5896         }
5897
5898         /* Adjust by relative CPU capacity of the group */
5899         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
5900         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_CAPACITY_SCALE) / sgs->group_capacity;
5901
5902         if (sgs->sum_nr_running)
5903                 sgs->load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
5904
5905         sgs->group_weight = group->group_weight;
5906
5907         sgs->group_imb = sg_imbalanced(group);
5908         sgs->group_capacity_factor = sg_capacity_factor(env, group);
5909
5910         if (sgs->group_capacity_factor > sgs->sum_nr_running)
5911                 sgs->group_has_free_capacity = 1;
5912 }
5913
5914 /**
5915  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
5916  * @env: The load balancing environment.
5917  * @sds: sched_domain statistics
5918  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
5919  * @sgs: sched_group statistics
5920  *
5921  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
5922  * busiest group.
5923  *
5924  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
5925  * busiest group. %false otherwise.
5926  */
5927 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
5928                                    struct sd_lb_stats *sds,
5929                                    struct sched_group *sg,
5930                                    struct sg_lb_stats *sgs)
5931 {
5932         if (sgs->avg_load <= sds->busiest_stat.avg_load)
5933                 return false;
5934
5935         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity_factor)
5936                 return true;
5937
5938         if (sgs->group_imb)
5939                 return true;
5940
5941         /*
5942          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
5943          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
5944          * higher than ourself as busy.
5945          */
5946         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && sgs->sum_nr_running &&
5947             env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
5948                 if (!sds->busiest)
5949                         return true;
5950
5951                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
5952                         return true;
5953         }
5954
5955         return false;
5956 }
5957
5958 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5959 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
5960 {
5961         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_numa_running)
5962                 return regular;
5963         if (sgs->sum_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
5964                 return remote;
5965         return all;
5966 }
5967
5968 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
5969 {
5970         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
5971                 return regular;
5972         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
5973                 return remote;
5974         return all;
5975 }
5976 #else
5977 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
5978 {
5979         return all;
5980 }
5981
5982 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
5983 {
5984         return regular;
5985 }
5986 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
5987
5988 /**
5989  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
5990  * @env: The load balancing environment.
5991  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
5992  */
5993 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
5994 {
5995         struct sched_domain *child = env->sd->child;
5996         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
5997         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
5998         int load_idx, prefer_sibling = 0;
5999
6000         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
6001                 prefer_sibling = 1;
6002
6003         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
6004
6005         do {
6006                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
6007                 int local_group;
6008
6009                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
6010                 if (local_group) {
6011                         sds->local = sg;
6012                         sgs = &sds->local_stat;
6013
6014                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
6015                             time_after_eq(jiffies, sg->sgc->next_update))
6016                                 update_group_capacity(env->sd, env->dst_cpu);
6017                 }
6018
6019                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, sgs);
6020
6021                 if (local_group)
6022                         goto next_group;
6023
6024                 /*
6025                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
6026                  * first, lower the sg capacity factor to one so that we'll try
6027                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
6028                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
6029                  * these excess tasks, i.e. nr_running < group_capacity_factor. The
6030                  * extra check prevents the case where you always pull from the
6031                  * heaviest group when it is already under-utilized (possible
6032                  * with a large weight task outweighs the tasks on the system).
6033                  */
6034                 if (prefer_sibling && sds->local &&
6035                     sds->local_stat.group_has_free_capacity)
6036                         sgs->group_capacity_factor = min(sgs->group_capacity_factor, 1U);
6037
6038                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
6039                         sds->busiest = sg;
6040                         sds->busiest_stat = *sgs;
6041                 }
6042
6043 next_group:
6044                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
6045                 sds->total_load += sgs->group_load;
6046                 sds->total_capacity += sgs->group_capacity;
6047
6048                 sg = sg->next;
6049         } while (sg != env->sd->groups);
6050
6051         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
6052                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
6053 }
6054
6055 /**
6056  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
6057  *                      sched doman.
6058  *
6059  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
6060  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
6061  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
6062  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
6063  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
6064  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
6065  *
6066  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
6067  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
6068  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
6069  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
6070  * number.
6071  *
6072  * Return: 1 when packing is required and a task should be moved to
6073  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
6074  *
6075  * @env: The load balancing environment.
6076  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
6077  */
6078 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6079 {
6080         int busiest_cpu;
6081
6082         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
6083                 return 0;
6084
6085         if (!sds->busiest)
6086                 return 0;
6087
6088         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
6089         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
6090                 return 0;
6091
6092         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
6093                 sds->busiest_stat.avg_load * sds->busiest_stat.group_capacity,
6094                 SCHED_CAPACITY_SCALE);
6095
6096         return 1;
6097 }
6098
6099 /**
6100  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
6101  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
6102  *                      load balancing.
6103  * @env: The load balancing environment.
6104  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
6105  */
6106 static inline
6107 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6108 {
6109         unsigned long tmp, capa_now = 0, capa_move = 0;
6110         unsigned int imbn = 2;
6111         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
6112         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
6113
6114         local = &sds->local_stat;
6115         busiest = &sds->busiest_stat;
6116
6117         if (!local->sum_nr_running)
6118                 local->load_per_task = cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
6119         else if (busiest->load_per_task > local->load_per_task)
6120                 imbn = 1;
6121
6122         scaled_busy_load_per_task =
6123                 (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
6124                 busiest->group_capacity;
6125
6126         if (busiest->avg_load + scaled_busy_load_per_task >=
6127             local->avg_load + (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
6128                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
6129                 return;
6130         }
6131
6132         /*
6133          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
6134          * however we may be able to increase total CPU capacity used by
6135          * moving them.
6136          */
6137
6138         capa_now += busiest->group_capacity *
6139                         min(busiest->load_per_task, busiest->avg_load);
6140         capa_now += local->group_capacity *
6141                         min(local->load_per_task, local->avg_load);
6142         capa_now /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
6143
6144         /* Amount of load we'd subtract */
6145         if (busiest->avg_load > scaled_busy_load_per_task) {
6146                 capa_move += busiest->group_capacity *
6147                             min(busiest->load_per_task,
6148                                 busiest->avg_load - scaled_busy_load_per_task);
6149         }
6150
6151         /* Amount of load we'd add */
6152         if (busiest->avg_load * busiest->group_capacity <
6153             busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) {
6154                 tmp = (busiest->avg_load * busiest->group_capacity) /
6155                       local->group_capacity;
6156         } else {
6157                 tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
6158                       local->group_capacity;
6159         }
6160         capa_move += local->group_capacity *
6161                     min(local->load_per_task, local->avg_load + tmp);
6162         capa_move /= SCHED_CAPACITY_SCALE;
6163
6164         /* Move if we gain throughput */
6165         if (capa_move > capa_now)
6166                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
6167 }
6168
6169 /**
6170  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
6171  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
6172  * @env: load balance environment
6173  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
6174  */
6175 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
6176 {
6177         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
6178         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
6179
6180         local = &sds->local_stat;
6181         busiest = &sds->busiest_stat;
6182
6183         if (busiest->group_imb) {
6184                 /*
6185                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
6186                  * to ensure cpu-load equilibrium, look at wider averages. XXX
6187                  */
6188                 busiest->load_per_task =
6189                         min(busiest->load_per_task, sds->avg_load);
6190         }
6191
6192         /*
6193          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
6194          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
6195          * its cpu_capacity, while calculating max_load..)
6196          */
6197         if (busiest->avg_load <= sds->avg_load ||
6198             local->avg_load >= sds->avg_load) {
6199                 env->imbalance = 0;
6200                 return fix_small_imbalance(env, sds);
6201         }
6202
6203         if (!busiest->group_imb) {
6204                 /*
6205                  * Don't want to pull so many tasks that a group would go idle.
6206                  * Except of course for the group_imb case, since then we might
6207                  * have to drop below capacity to reach cpu-load equilibrium.
6208                  */
6209                 load_above_capacity =
6210                         (busiest->sum_nr_running - busiest->group_capacity_factor);
6211
6212                 load_above_capacity *= (SCHED_LOAD_SCALE * SCHED_CAPACITY_SCALE);
6213                 load_above_capacity /= busiest->group_capacity;
6214         }
6215
6216         /*
6217          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
6218          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
6219          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
6220          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
6221          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
6222          * for the minimum possible imbalance.
6223          */
6224         max_pull = min(busiest->avg_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
6225
6226         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
6227         env->imbalance = min(
6228                 max_pull * busiest->group_capacity,
6229                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_capacity
6230         ) / SCHED_CAPACITY_SCALE;
6231
6232         /*
6233          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
6234          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
6235          * a think about bumping its value to force at least one task to be
6236          * moved
6237          */
6238         if (env->imbalance < busiest->load_per_task)
6239                 return fix_small_imbalance(env, sds);
6240 }
6241
6242 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
6243
6244 /**
6245  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
6246  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
6247  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
6248  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
6249  * such a group exists.
6250  *
6251  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
6252  * to restore balance.
6253  *
6254  * @env: The load balancing environment.
6255  *
6256  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
6257  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
6258  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
6259  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
6260  */
6261 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
6262 {
6263         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
6264         struct sd_lb_stats sds;
6265
6266         init_sd_lb_stats(&sds);
6267
6268         /*
6269          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
6270          * this level.
6271          */
6272         update_sd_lb_stats(env, &sds);
6273         local = &sds.local_stat;
6274         busiest = &sds.busiest_stat;
6275
6276         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
6277             check_asym_packing(env, &sds))
6278                 return sds.busiest;
6279
6280         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
6281         if (!sds.busiest || busiest->sum_nr_running == 0)
6282                 goto out_balanced;
6283
6284         sds.avg_load = (SCHED_CAPACITY_SCALE * sds.total_load)
6285                                                 / sds.total_capacity;
6286
6287         /*
6288          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
6289          * work because they assume all things are equal, which typically
6290          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
6291          */
6292         if (busiest->group_imb)
6293                 goto force_balance;
6294
6295         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
6296         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && local->group_has_free_capacity &&
6297             !busiest->group_has_free_capacity)
6298                 goto force_balance;
6299
6300         /*
6301          * If the local group is more busy than the selected busiest group
6302          * don't try and pull any tasks.
6303          */
6304         if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
6305                 goto out_balanced;
6306
6307         /*
6308          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
6309          * average load.
6310          */
6311         if (local->avg_load >= sds.avg_load)
6312                 goto out_balanced;
6313
6314         if (env->idle == CPU_IDLE) {
6315                 /*
6316                  * This cpu is idle. If the busiest group load doesn't
6317                  * have more tasks than the number of available cpu's and
6318                  * there is no imbalance between this and busiest group
6319                  * wrt to idle cpu's, it is balanced.
6320                  */
6321                 if ((local->idle_cpus < busiest->idle_cpus) &&
6322                     busiest->sum_nr_running <= busiest->group_weight)
6323                         goto out_balanced;
6324         } else {
6325                 /*
6326                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
6327                  * imbalance_pct to be conservative.
6328                  */
6329                 if (100 * busiest->avg_load <=
6330                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
6331                         goto out_balanced;
6332         }
6333
6334 force_balance:
6335         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
6336         calculate_imbalance(env, &sds);
6337         return sds.busiest;
6338
6339 out_balanced:
6340         env->imbalance = 0;
6341         return NULL;
6342 }
6343
6344 /*
6345  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
6346  */
6347 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
6348                                      struct sched_group *group)
6349 {
6350         struct rq *busiest = NULL, *rq;
6351         unsigned long busiest_load = 0, busiest_capacity = 1;
6352         int i;
6353
6354         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
6355                 unsigned long capacity, capacity_factor, wl;
6356                 enum fbq_type rt;
6357
6358                 rq = cpu_rq(i);
6359                 rt = fbq_classify_rq(rq);
6360
6361                 /*
6362                  * We classify groups/runqueues into three groups:
6363                  *  - regular: there are !numa tasks
6364                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
6365                  *  - all:     there is no distinction
6366                  *
6367                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
6368                  * ignore those when there's better options.
6369                  *
6370                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
6371                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
6372                  * queue by moving tasks around inside the node.
6373                  *
6374                  * If we cannot move enough load due to this classification
6375                  * the next pass will adjust the group classification and
6376                  * allow migration of more tasks.
6377                  *
6378                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
6379                  */
6380                 if (rt > env->fbq_type)
6381                         continue;
6382
6383                 capacity = capacity_of(i);
6384                 capacity_factor = DIV_ROUND_CLOSEST(capacity, SCHED_CAPACITY_SCALE);
6385                 if (!capacity_factor)
6386                         capacity_factor = fix_small_capacity(env->sd, group);
6387
6388                 wl = weighted_cpuload(i);
6389
6390                 /*
6391                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
6392                  * which is not scaled with the cpu capacity.
6393                  */
6394                 if (capacity_factor && rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance)
6395                         continue;
6396
6397                 /*
6398                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
6399                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu capacity, so
6400                  * that the load can be moved away from the cpu that is
6401                  * potentially running at a lower capacity.
6402                  *
6403                  * Thus we're looking for max(wl_i / capacity_i), crosswise
6404                  * multiplication to rid ourselves of the division works out
6405                  * to: wl_i * capacity_j > wl_j * capacity_i;  where j is
6406                  * our previous maximum.
6407                  */
6408                 if (wl * busiest_capacity > busiest_load * capacity) {
6409                         busiest_load = wl;
6410                         busiest_capacity = capacity;
6411                         busiest = rq;
6412                 }
6413         }
6414
6415         return busiest;
6416 }
6417
6418 /*
6419  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
6420  * so long as it is large enough.
6421  */
6422 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
6423
6424 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
6425 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
6426
6427 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
6428 {
6429         struct sched_domain *sd = env->sd;
6430
6431         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
6432
6433                 /*
6434                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
6435                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
6436                  * lowest numbered CPUs.
6437                  */
6438                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
6439                         return 1;
6440         }
6441
6442         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
6443 }
6444
6445 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
6446
6447 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
6448 {
6449         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
6450         struct cpumask *sg_cpus, *sg_mask;
6451         int cpu, balance_cpu = -1;
6452
6453         /*
6454          * In the newly idle case, we will allow all the cpu's
6455          * to do the newly idle load balance.
6456          */
6457         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6458                 return 1;
6459
6460         sg_cpus = sched_group_cpus(sg);
6461         sg_mask = sched_group_mask(sg);
6462         /* Try to find first idle cpu */
6463         for_each_cpu_and(cpu, sg_cpus, env->cpus) {
6464                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, sg_mask) || !idle_cpu(cpu))
6465                         continue;
6466
6467                 balance_cpu = cpu;
6468                 break;
6469         }
6470
6471         if (balance_cpu == -1)
6472                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
6473
6474         /*
6475          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
6476          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
6477          */
6478         return balance_cpu == env->dst_cpu;
6479 }
6480
6481 /*
6482  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
6483  * tasks if there is an imbalance.
6484  */
6485 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
6486                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
6487                         int *continue_balancing)
6488 {
6489         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
6490         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
6491         struct sched_group *group;
6492         struct rq *busiest;
6493         unsigned long flags;
6494         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_mask);
6495
6496         struct lb_env env = {
6497                 .sd             = sd,
6498                 .dst_cpu        = this_cpu,
6499                 .dst_rq         = this_rq,
6500                 .dst_grpmask    = sched_group_cpus(sd->groups),
6501                 .idle           = idle,
6502                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
6503                 .cpus           = cpus,
6504                 .fbq_type       = all,
6505         };
6506
6507         /*
6508          * For NEWLY_IDLE load_balancing, we don't need to consider
6509          * other cpus in our group
6510          */
6511         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
6512                 env.dst_grpmask = NULL;
6513
6514         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
6515
6516         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
6517
6518 redo:
6519         if (!should_we_balance(&env)) {
6520                 *continue_balancing = 0;
6521                 goto out_balanced;
6522         }
6523
6524         group = find_busiest_group(&env);
6525         if (!group) {
6526                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
6527                 goto out_balanced;
6528         }
6529
6530         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
6531         if (!busiest) {
6532                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
6533                 goto out_balanced;
6534         }
6535
6536         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
6537
6538         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
6539
6540         ld_moved = 0;
6541         if (busiest->nr_running > 1) {
6542                 /*
6543                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
6544                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
6545                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
6546                  * correctly treated as an imbalance.
6547                  */
6548                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
6549                 env.src_cpu   = busiest->cpu;
6550                 env.src_rq    = busiest;
6551                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
6552
6553 more_balance:
6554                 local_irq_save(flags);
6555                 double_rq_lock(env.dst_rq, busiest);
6556
6557                 /*
6558                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
6559                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
6560                  */
6561                 cur_ld_moved = move_tasks(&env);
6562                 ld_moved += cur_ld_moved;
6563                 double_rq_unlock(env.dst_rq, busiest);
6564                 local_irq_restore(flags);
6565
6566                 /*
6567                  * some other cpu did the load balance for us.
6568                  */
6569                 if (cur_ld_moved && env.dst_cpu != smp_processor_id())
6570                         resched_cpu(env.dst_cpu);
6571
6572                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
6573                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
6574                         goto more_balance;
6575                 }
6576
6577                 /*
6578                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
6579                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
6580                  * where they can run. The upper limit on how many times we
6581                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
6582                  * sched_group.
6583                  *
6584                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
6585                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
6586                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
6587                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
6588                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
6589                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
6590                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
6591                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
6592                  * This however should not happen so much in practice and
6593                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
6594                  * excess load moved.
6595                  */
6596                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
6597
6598                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
6599                         cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
6600
6601                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
6602                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
6603                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
6604                         env.loop         = 0;
6605                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
6606
6607                         /*
6608                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
6609                          * need to continue with same src_cpu.
6610                          */
6611                         goto more_balance;
6612                 }
6613
6614                 /*
6615                  * We failed to reach balance because of affinity.
6616                  */
6617                 if (sd_parent) {
6618                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
6619
6620                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0) {
6621                                 *group_imbalance = 1;
6622                         } else if (*group_imbalance)
6623                                 *group_imbalance = 0;
6624                 }
6625
6626                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
6627                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
6628                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
6629                         if (!cpumask_empty(cpus)) {
6630                                 env.loop = 0;
6631                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
6632                                 goto redo;
6633                         }
6634                         goto out_balanced;
6635                 }
6636         }
6637
6638         if (!ld_moved) {
6639                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
6640                 /*
6641                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
6642                  * We do not want newidle balance, which can be very
6643                  * frequent, pollute the failure counter causing
6644                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
6645                  */
6646                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
6647                         sd->nr_balance_failed++;
6648
6649                 if (need_active_balance(&env)) {
6650                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
6651
6652                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
6653                          * if the curr task on busiest cpu can't be
6654                          * moved to this_cpu
6655                          */
6656                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
6657                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
6658                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
6659                                                             flags);
6660                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
6661                                 goto out_one_pinned;
6662                         }
6663
6664                         /*
6665                          * ->active_balance synchronizes accesses to
6666                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
6667                          * only after active load balance is finished.
6668                          */
6669                         if (!busiest->active_balance) {
6670                                 busiest->active_balance = 1;
6671                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
6672                                 active_balance = 1;
6673                         }
6674                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
6675
6676                         if (active_balance) {
6677                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
6678                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
6679                                         &busiest->active_balance_work);
6680                         }
6681
6682                         /*
6683                          * We've kicked active balancing, reset the failure
6684                          * counter.
6685                          */
6686                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
6687                 }
6688         } else
6689                 sd->nr_balance_failed = 0;
6690
6691         if (likely(!active_balance)) {
6692                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
6693                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
6694         } else {
6695                 /*
6696                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
6697                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
6698                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
6699                  * move_tasks).
6700                  */
6701                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
6702                         sd->balance_interval *= 2;
6703         }
6704
6705         goto out;
6706
6707 out_balanced:
6708         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
6709
6710         sd->nr_balance_failed = 0;
6711
6712 out_one_pinned:
6713         /* tune up the balancing interval */
6714         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
6715                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
6716                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
6717                 sd->balance_interval *= 2;
6718
6719         ld_moved = 0;
6720 out:
6721         return ld_moved;
6722 }
6723
6724 static inline unsigned long
6725 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
6726 {
6727         unsigned long interval = sd->balance_interval;
6728
6729         if (cpu_busy)
6730                 interval *= sd->busy_factor;
6731
6732         /* scale ms to jiffies */
6733         interval = msecs_to_jiffies(interval);
6734         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
6735
6736         return interval;
6737 }
6738
6739 static inline void
6740 update_next_balance(struct sched_domain *sd, int cpu_busy, unsigned long *next_balance)
6741 {
6742         unsigned long interval, next;
6743
6744         interval = get_sd_balance_interval(sd, cpu_busy);
6745         next = sd->last_balance + interval;
6746
6747         if (time_after(*next_balance, next))
6748                 *next_balance = next;
6749 }
6750
6751 /*
6752  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
6753  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
6754  */
6755 static int idle_balance(struct rq *this_rq)
6756 {
6757         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
6758         int this_cpu = this_rq->cpu;
6759         struct sched_domain *sd;
6760         int pulled_task = 0;
6761         u64 curr_cost = 0;
6762
6763         idle_enter_fair(this_rq);
6764
6765         /*
6766          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
6767          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
6768          */
6769         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
6770
6771         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost) {
6772                 rcu_read_lock();
6773                 sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
6774                 if (sd)
6775                         update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
6776                 rcu_read_unlock();
6777
6778                 goto out;
6779         }
6780
6781         /*
6782          * Drop the rq->lock, but keep IRQ/preempt disabled.
6783          */
6784         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
6785
6786         update_blocked_averages(this_cpu);
6787         rcu_read_lock();
6788         for_each_domain(this_cpu, sd) {
6789                 int continue_balancing = 1;
6790                 u64 t0, domain_cost;
6791
6792                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
6793                         continue;
6794
6795                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost) {
6796                         update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
6797                         break;
6798                 }
6799
6800                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
6801                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
6802
6803                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
6804                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
6805                                                    &continue_balancing);
6806
6807                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
6808                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
6809                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
6810
6811                         curr_cost += domain_cost;
6812                 }
6813
6814                 update_next_balance(sd, 0, &next_balance);
6815
6816                 /*
6817                  * Stop searching for tasks to pull if there are
6818                  * now runnable tasks on this rq.
6819                  */
6820                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0)
6821                         break;
6822         }
6823         rcu_read_unlock();
6824
6825         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
6826
6827         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
6828                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
6829
6830         /*
6831          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
6832          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
6833          * pretend we pulled a task.
6834          */
6835         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
6836                 pulled_task = 1;
6837
6838 out:
6839         /* Move the next balance forward */
6840         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
6841                 this_rq->next_balance = next_balance;
6842
6843         /* Is there a task of a high priority class? */
6844         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
6845                 pulled_task = -1;
6846
6847         if (pulled_task) {
6848                 idle_exit_fair(this_rq);
6849                 this_rq->idle_stamp = 0;
6850         }
6851
6852         return pulled_task;
6853 }
6854
6855 /*
6856  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
6857  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
6858  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
6859  * avoids physical / logical imbalances.
6860  */
6861 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
6862 {
6863         struct rq *busiest_rq = data;
6864         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
6865         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
6866         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
6867         struct sched_domain *sd;
6868
6869         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
6870
6871         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
6872         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
6873                      !busiest_rq->active_balance))
6874                 goto out_unlock;
6875
6876         /* Is there any task to move? */
6877         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
6878                 goto out_unlock;
6879
6880         /*
6881          * This condition is "impossible", if it occurs
6882          * we need to fix it. Originally reported by
6883          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
6884          */
6885         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
6886
6887         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
6888         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
6889
6890         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
6891         rcu_read_lock();
6892         for_each_domain(target_cpu, sd) {
6893                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
6894                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
6895                                 break;
6896         }
6897
6898         if (likely(sd)) {
6899                 struct lb_env env = {
6900                         .sd             = sd,
6901                         .dst_cpu        = target_cpu,
6902                         .dst_rq         = target_rq,
6903                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
6904                         .src_rq         = busiest_rq,
6905                         .idle           = CPU_IDLE,
6906                 };
6907
6908                 schedstat_inc(sd, alb_count);
6909
6910                 if (move_one_task(&env))
6911                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
6912                 else
6913                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
6914         }
6915         rcu_read_unlock();
6916         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
6917 out_unlock:
6918         busiest_rq->active_balance = 0;
6919         raw_spin_unlock_irq(&busiest_rq->lock);
6920         return 0;
6921 }
6922
6923 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
6924 {
6925         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
6926 }
6927
6928 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6929 /*
6930  * idle load balancing details
6931  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
6932  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
6933  *   load balancing for all the idle CPUs.
6934  */
6935 static struct {
6936         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
6937         atomic_t nr_cpus;
6938         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
6939 } nohz ____cacheline_aligned;
6940
6941 static inline int find_new_ilb(void)
6942 {
6943         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
6944
6945         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
6946                 return ilb;
6947
6948         return nr_cpu_ids;
6949 }
6950
6951 /*
6952  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
6953  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
6954  * CPU (if there is one).
6955  */
6956 static void nohz_balancer_kick(void)
6957 {
6958         int ilb_cpu;
6959
6960         nohz.next_balance++;
6961
6962         ilb_cpu = find_new_ilb();
6963
6964         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
6965                 return;
6966
6967         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
6968                 return;
6969         /*
6970          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
6971          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
6972          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
6973          * will be run before returning from the IPI.
6974          */
6975         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
6976         return;
6977 }
6978
6979 static inline void nohz_balance_exit_idle(int cpu)
6980 {
6981         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
6982                 /*
6983                  * Completely isolated CPUs don't ever set, so we must test.
6984                  */
6985                 if (likely(cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))) {
6986                         cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
6987                         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
6988                 }
6989                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
6990         }
6991 }
6992
6993 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
6994 {
6995         struct sched_domain *sd;
6996         int cpu = smp_processor_id();
6997
6998         rcu_read_lock();
6999         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
7000
7001         if (!sd || !sd->nohz_idle)
7002                 goto unlock;
7003         sd->nohz_idle = 0;
7004
7005         atomic_inc(&sd->groups->sgc->nr_busy_cpus);
7006 unlock:
7007         rcu_read_unlock();
7008 }
7009
7010 void set_cpu_sd_state_idle(void)
7011 {
7012         struct sched_domain *sd;
7013         int cpu = smp_processor_id();
7014
7015         rcu_read_lock();
7016         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
7017
7018         if (!sd || sd->nohz_idle)
7019                 goto unlock;
7020         sd->nohz_idle = 1;
7021
7022         atomic_dec(&sd->groups->sgc->nr_busy_cpus);
7023 unlock:
7024         rcu_read_unlock();
7025 }
7026
7027 /*
7028  * This routine will record that the cpu is going idle with tick stopped.
7029  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
7030  */
7031 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
7032 {
7033         /*
7034          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
7035          */
7036         if (!cpu_active(cpu))
7037                 return;
7038
7039         if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
7040                 return;
7041
7042         /*
7043          * If we're a completely isolated CPU, we don't play.
7044          */
7045         if (on_null_domain(cpu_rq(cpu)))
7046                 return;
7047
7048         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
7049         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
7050         set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
7051 }
7052
7053 static int sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
7054                                         unsigned long action, void *hcpu)
7055 {
7056         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
7057         case CPU_DYING:
7058                 nohz_balance_exit_idle(smp_processor_id());
7059                 return NOTIFY_OK;
7060         default:
7061                 return NOTIFY_DONE;
7062         }
7063 }
7064 #endif
7065
7066 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
7067
7068 /*
7069  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
7070  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
7071  */
7072 void update_max_interval(void)
7073 {
7074         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
7075 }
7076
7077 /*
7078  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
7079  * and initiates a balancing operation if so.
7080  *
7081  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
7082  */
7083 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
7084 {
7085         int continue_balancing = 1;
7086         int cpu = rq->cpu;
7087         unsigned long interval;
7088         struct sched_domain *sd;
7089         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
7090         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
7091         int update_next_balance = 0;
7092         int need_serialize, need_decay = 0;
7093         u64 max_cost = 0;
7094
7095         update_blocked_averages(cpu);
7096
7097         rcu_read_lock();
7098         for_each_domain(cpu, sd) {
7099                 /*
7100                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
7101                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
7102                  */
7103                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
7104                         sd->max_newidle_lb_cost =
7105                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
7106                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
7107                         need_decay = 1;
7108                 }
7109                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
7110
7111                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
7112                         continue;
7113
7114                 /*
7115                  * Stop the load balance at this level. There is another
7116                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
7117                  * actively.
7118                  */
7119                 if (!continue_balancing) {
7120                         if (need_decay)
7121                                 continue;
7122                         break;
7123                 }
7124
7125                 interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
7126
7127                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
7128                 if (need_serialize) {
7129                         if (!spin_trylock(&balancing))
7130                                 goto out;
7131                 }
7132
7133                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
7134                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
7135                                 /*
7136                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
7137                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
7138                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
7139                                  */
7140                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
7141                         }
7142                         sd->last_balance = jiffies;
7143                         interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
7144                 }
7145                 if (need_serialize)
7146                         spin_unlock(&balancing);
7147 out:
7148                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
7149                         next_balance = sd->last_balance + interval;
7150                         update_next_balance = 1;
7151                 }
7152         }
7153         if (need_decay) {
7154                 /*
7155                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
7156                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
7157                  */
7158                 rq->max_idle_balance_cost =
7159                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
7160         }
7161         rcu_read_unlock();
7162
7163         /*
7164          * next_balance will be updated only when there is a need.
7165          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
7166          * updated.
7167          */
7168         if (likely(update_next_balance))
7169                 rq->next_balance = next_balance;
7170 }
7171
7172 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7173 /*
7174  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
7175  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
7176  */
7177 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
7178 {
7179         int this_cpu = this_rq->cpu;
7180         struct rq *rq;
7181         int balance_cpu;
7182
7183         if (idle != CPU_IDLE ||
7184             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
7185                 goto end;
7186
7187         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
7188                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
7189                         continue;
7190
7191                 /*
7192                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
7193                  * work being done for other cpus. Next load
7194                  * balancing owner will pick it up.
7195                  */
7196                 if (need_resched())
7197                         break;
7198
7199                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
7200
7201                 /*
7202                  * If time for next balance is due,
7203                  * do the balance.
7204                  */
7205                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
7206                         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
7207                         update_rq_clock(rq);
7208                         update_idle_cpu_load(rq);
7209                         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
7210                         rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
7211                 }
7212
7213                 if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
7214                         this_rq->next_balance = rq->next_balance;
7215         }
7216         nohz.next_balance = this_rq->next_balance;
7217 end:
7218         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
7219 }
7220
7221 /*
7222  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
7223  * of an idle cpu is the system.
7224  *   - This rq has more than one task.
7225  *   - At any scheduler domain level, this cpu's scheduler group has multiple
7226  *     busy cpu's exceeding the group's capacity.
7227  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
7228  *     domain span are idle.
7229  */
7230 static inline int nohz_kick_needed(struct rq *rq)
7231 {
7232         unsigned long now = jiffies;
7233         struct sched_domain *sd;
7234         struct sched_group_capacity *sgc;
7235         int nr_busy, cpu = rq->cpu;
7236
7237         if (unlikely(rq->idle_balance))
7238                 return 0;
7239
7240        /*
7241         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
7242         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
7243         */
7244         set_cpu_sd_state_busy();
7245         nohz_balance_exit_idle(cpu);
7246
7247         /*
7248          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
7249          * balancing.
7250          */
7251         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
7252                 return 0;
7253
7254         if (time_before(now, nohz.next_balance))
7255                 return 0;
7256
7257         if (rq->nr_running >= 2)
7258                 goto need_kick;
7259
7260         rcu_read_lock();
7261         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_busy, cpu));
7262
7263         if (sd) {
7264                 sgc = sd->groups->sgc;
7265                 nr_busy = atomic_read(&sgc->nr_busy_cpus);
7266
7267                 if (nr_busy > 1)
7268                         goto need_kick_unlock;
7269         }
7270
7271         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym, cpu));
7272
7273         if (sd && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
7274                                   sched_domain_span(sd)) < cpu))
7275                 goto need_kick_unlock;
7276
7277         rcu_read_unlock();
7278         return 0;
7279
7280 need_kick_unlock:
7281         rcu_read_unlock();
7282 need_kick:
7283         return 1;
7284 }
7285 #else
7286 static void nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle) { }
7287 #endif
7288
7289 /*
7290  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
7291  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
7292  */
7293 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
7294 {
7295         struct rq *this_rq = this_rq();
7296         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
7297                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
7298
7299         rebalance_domains(this_rq, idle);
7300
7301         /*
7302          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
7303          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
7304          * stopped.
7305          */
7306         nohz_idle_balance(this_rq, idle);
7307 }
7308
7309 /*
7310  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
7311  */
7312 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
7313 {
7314         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
7315         if (unlikely(on_null_domain(rq)))
7316                 return;
7317
7318         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
7319                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
7320 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7321         if (nohz_kick_needed(rq))
7322                 nohz_balancer_kick();
7323 #endif
7324 }
7325
7326 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
7327 {
7328         update_sysctl();
7329 }
7330
7331 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
7332 {
7333         update_sysctl();
7334
7335         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
7336         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
7337 }
7338
7339 #endif /* CONFIG_SMP */
7340
7341 /*
7342  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
7343  */
7344 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
7345 {
7346         struct cfs_rq *cfs_rq;
7347         struct sched_entity *se = &curr->se;
7348
7349         for_each_sched_entity(se) {
7350                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7351                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
7352         }
7353
7354         if (numabalancing_enabled)
7355                 task_tick_numa(rq, curr);
7356
7357         update_rq_runnable_avg(rq, 1);
7358 }
7359
7360 /*
7361  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
7362  *  - child not yet on the tasklist
7363  *  - preemption disabled
7364  */
7365 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
7366 {
7367         struct cfs_rq *cfs_rq;
7368         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
7369         int this_cpu = smp_processor_id();
7370         struct rq *rq = this_rq();
7371         unsigned long flags;
7372
7373         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7374
7375         update_rq_clock(rq);
7376
7377         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
7378         curr = cfs_rq->curr;
7379
7380         /*
7381          * Not only the cpu but also the task_group of the parent might have
7382          * been changed after parent->se.parent,cfs_rq were copied to
7383          * child->se.parent,cfs_rq. So call __set_task_cpu() to make those
7384          * of child point to valid ones.
7385          */
7386         rcu_read_lock();
7387         __set_task_cpu(p, this_cpu);
7388         rcu_read_unlock();
7389
7390         update_curr(cfs_rq);
7391
7392         if (curr)
7393                 se->vruntime = curr->vruntime;
7394         place_entity(cfs_rq, se, 1);
7395
7396         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
7397                 /*
7398                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
7399                  * 'current' within the tree based on its new key value.
7400                  */
7401                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
7402                 resched_task(rq->curr);
7403         }
7404
7405         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
7406
7407         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7408 }
7409
7410 /*
7411  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
7412  * the current task.
7413  */
7414 static void
7415 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
7416 {
7417         if (!p->se.on_rq)
7418                 return;
7419
7420         /*
7421          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
7422          * our priority decreased, or if we are not currently running on
7423          * this runqueue and our priority is higher than the current's
7424          */
7425         if (rq->curr == p) {
7426                 if (p->prio > oldprio)
7427                         resched_task(rq->curr);
7428         } else
7429                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
7430 }
7431
7432 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7433 {
7434         struct sched_entity *se = &p->se;
7435         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7436
7437         /*
7438          * Ensure the task's vruntime is normalized, so that when it's
7439          * switched back to the fair class the enqueue_entity(.flags=0) will
7440          * do the right thing.
7441          *
7442          * If it's on_rq, then the dequeue_entity(.flags=0) will already
7443          * have normalized the vruntime, if it's !on_rq, then only when
7444          * the task is sleeping will it still have non-normalized vruntime.
7445          */
7446         if (!p->on_rq && p->state != TASK_RUNNING) {
7447                 /*
7448                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
7449                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
7450                  */
7451                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
7452                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
7453         }
7454
7455 #ifdef CONFIG_SMP
7456         /*
7457         * Remove our load from contribution when we leave sched_fair
7458         * and ensure we don't carry in an old decay_count if we
7459         * switch back.
7460         */
7461         if (se->avg.decay_count) {
7462                 __synchronize_entity_decay(se);
7463                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
7464         }
7465 #endif
7466 }
7467
7468 /*
7469  * We switched to the sched_fair class.
7470  */
7471 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7472 {
7473         struct sched_entity *se = &p->se;
7474 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7475         /*
7476          * Since the real-depth could have been changed (only FAIR
7477          * class maintain depth value), reset depth properly.
7478          */
7479         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
7480 #endif
7481         if (!se->on_rq)
7482                 return;
7483
7484         /*
7485          * We were most likely switched from sched_rt, so
7486          * kick off the schedule if running, otherwise just see
7487          * if we can still preempt the current task.
7488          */
7489         if (rq->curr == p)
7490                 resched_task(rq->curr);
7491         else
7492                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
7493 }
7494
7495 /* Account for a task changing its policy or group.
7496  *
7497  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
7498  * migrates between groups/classes.
7499  */
7500 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
7501 {
7502         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
7503
7504         for_each_sched_entity(se) {
7505                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7506
7507                 set_next_entity(cfs_rq, se);
7508                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
7509                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
7510         }
7511 }
7512
7513 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
7514 {
7515         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
7516         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
7517 #ifndef CONFIG_64BIT
7518         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
7519 #endif
7520 #ifdef CONFIG_SMP
7521         atomic64_set(&cfs_rq->decay_counter, 1);
7522         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_load, 0);
7523 #endif
7524 }
7525
7526 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7527 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p, int on_rq)
7528 {
7529         struct sched_entity *se = &p->se;
7530         struct cfs_rq *cfs_rq;
7531
7532         /*
7533          * If the task was not on the rq at the time of this cgroup movement
7534          * it must have been asleep, sleeping tasks keep their ->vruntime
7535          * absolute on their old rq until wakeup (needed for the fair sleeper
7536          * bonus in place_entity()).
7537          *
7538          * If it was on the rq, we've just 'preempted' it, which does convert
7539          * ->vruntime to a relative base.
7540          *
7541          * Make sure both cases convert their relative position when migrating
7542          * to another cgroup's rq. This does somewhat interfere with the
7543          * fair sleeper stuff for the first placement, but who cares.
7544          */
7545         /*
7546          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
7547          * But there are some cases where it has already been normalized:
7548          *
7549          * - Moving a forked child which is waiting for being woken up by
7550          *   wake_up_new_task().
7551          * - Moving a task which has been woken up by try_to_wake_up() and
7552          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
7553          *
7554          * To prevent boost or penalty in the new cfs_rq caused by delta
7555          * min_vruntime between the two cfs_rqs, we skip vruntime adjustment.
7556          */
7557         if (!on_rq && (!se->sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING))
7558                 on_rq = 1;
7559
7560         if (!on_rq)
7561                 se->vruntime -= cfs_rq_of(se)->min_vruntime;
7562         set_task_rq(p, task_cpu(p));
7563         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
7564         if (!on_rq) {
7565                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7566                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
7567 #ifdef CONFIG_SMP
7568                 /*
7569                  * migrate_task_rq_fair() will have removed our previous
7570                  * contribution, but we must synchronize for ongoing future
7571                  * decay.
7572                  */
7573                 se->avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
7574                 cfs_rq->blocked_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
7575 #endif
7576         }
7577 }
7578
7579 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
7580 {
7581         int i;
7582
7583         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
7584
7585         for_each_possible_cpu(i) {
7586                 if (tg->cfs_rq)
7587                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
7588                 if (tg->se)
7589                         kfree(tg->se[i]);
7590         }
7591
7592         kfree(tg->cfs_rq);
7593         kfree(tg->se);
7594 }
7595
7596 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7597 {
7598         struct cfs_rq *cfs_rq;
7599         struct sched_entity *se;
7600         int i;
7601
7602         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
7603         if (!tg->cfs_rq)
7604                 goto err;
7605         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
7606         if (!tg->se)
7607                 goto err;
7608
7609         tg->shares = NICE_0_LOAD;
7610
7611         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
7612
7613         for_each_possible_cpu(i) {
7614                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
7615                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7616                 if (!cfs_rq)
7617                         goto err;
7618
7619                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
7620                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7621                 if (!se)
7622                         goto err_free_rq;
7623
7624                 init_cfs_rq(cfs_rq);
7625                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
7626         }
7627
7628         return 1;
7629
7630 err_free_rq:
7631         kfree(cfs_rq);
7632 err:
7633         return 0;
7634 }
7635
7636 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
7637 {
7638         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7639         unsigned long flags;
7640
7641         /*
7642         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
7643         * check on_list without danger of it being re-added.
7644         */
7645         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
7646                 return;
7647
7648         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7649         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
7650         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7651 }
7652
7653 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
7654                         struct sched_entity *se, int cpu,
7655                         struct sched_entity *parent)
7656 {
7657         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7658
7659         cfs_rq->tg = tg;
7660         cfs_rq->rq = rq;
7661         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
7662
7663         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
7664         tg->se[cpu] = se;
7665
7666         /* se could be NULL for root_task_group */
7667         if (!se)
7668                 return;
7669
7670         if (!parent) {
7671                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
7672                 se->depth = 0;
7673         } else {
7674                 se->cfs_rq = parent->my_q;
7675                 se->depth = parent->depth + 1;
7676         }
7677
7678         se->my_q = cfs_rq;
7679         /* guarantee group entities always have weight */
7680         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
7681         se->parent = parent;
7682 }
7683
7684 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
7685
7686 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
7687 {
7688         int i;
7689         unsigned long flags;
7690
7691         /*
7692          * We can't change the weight of the root cgroup.
7693          */
7694         if (!tg->se[0])
7695                 return -EINVAL;
7696
7697         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
7698
7699         mutex_lock(&shares_mutex);
7700         if (tg->shares == shares)
7701                 goto done;
7702
7703         tg->shares = shares;
7704         for_each_possible_cpu(i) {
7705                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
7706                 struct sched_entity *se;
7707
7708                 se = tg->se[i];
7709                 /* Propagate contribution to hierarchy */
7710                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7711
7712                 /* Possible calls to update_curr() need rq clock */
7713                 update_rq_clock(rq);
7714                 for_each_sched_entity(se)
7715                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
7716                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7717         }
7718
7719 done:
7720         mutex_unlock(&shares_mutex);
7721         return 0;
7722 }
7723 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7724
7725 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
7726
7727 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7728 {
7729         return 1;
7730 }
7731
7732 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
7733
7734 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7735
7736
7737 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
7738 {
7739         struct sched_entity *se = &task->se;
7740         unsigned int rr_interval = 0;
7741
7742         /*
7743          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
7744          * idle runqueue:
7745          */
7746         if (rq->cfs.load.weight)
7747                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
7748
7749         return rr_interval;
7750 }
7751
7752 /*
7753  * All the scheduling class methods:
7754  */
7755 const struct sched_class fair_sched_class = {
7756         .next                   = &idle_sched_class,
7757         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
7758         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
7759         .yield_task             = yield_task_fair,
7760         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
7761
7762         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
7763
7764         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
7765         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
7766
7767 #ifdef CONFIG_SMP
7768         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
7769         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
7770
7771         .rq_online              = rq_online_fair,
7772         .rq_offline             = rq_offline_fair,
7773
7774         .task_waking            = task_waking_fair,
7775 #endif
7776
7777         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
7778         .task_tick              = task_tick_fair,
7779         .task_fork              = task_fork_fair,
7780
7781         .prio_changed           = prio_changed_fair,
7782         .switched_from          = switched_from_fair,
7783         .switched_to            = switched_to_fair,
7784
7785         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
7786
7787 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7788         .task_move_group        = task_move_group_fair,
7789 #endif
7790 };
7791
7792 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
7793 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
7794 {
7795         struct cfs_rq *cfs_rq;
7796
7797         rcu_read_lock();
7798         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
7799                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
7800         rcu_read_unlock();
7801 }
7802 #endif
7803
7804 __init void init_sched_fair_class(void)
7805 {
7806 #ifdef CONFIG_SMP
7807         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
7808
7809 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7810         nohz.next_balance = jiffies;
7811         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
7812         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
7813 #endif
7814 #endif /* SMP */
7815
7816 }