sched/numa: Continue PTE scanning even if migrate rate limited
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / kernel / sched / fair.c
1 /*
2  * Completely Fair Scheduling (CFS) Class (SCHED_NORMAL/SCHED_BATCH)
3  *
4  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
5  *
6  *  Interactivity improvements by Mike Galbraith
7  *  (C) 2007 Mike Galbraith <efault@gmx.de>
8  *
9  *  Various enhancements by Dmitry Adamushko.
10  *  (C) 2007 Dmitry Adamushko <dmitry.adamushko@gmail.com>
11  *
12  *  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
13  *  Copyright IBM Corporation, 2007
14  *  Author: Srivatsa Vaddagiri <vatsa@linux.vnet.ibm.com>
15  *
16  *  Scaled math optimizations by Thomas Gleixner
17  *  Copyright (C) 2007, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
18  *
19  *  Adaptive scheduling granularity, math enhancements by Peter Zijlstra
20  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra <pzijlstr@redhat.com>
21  */
22
23 #include <linux/latencytop.h>
24 #include <linux/sched.h>
25 #include <linux/cpumask.h>
26 #include <linux/slab.h>
27 #include <linux/profile.h>
28 #include <linux/interrupt.h>
29 #include <linux/mempolicy.h>
30 #include <linux/migrate.h>
31 #include <linux/task_work.h>
32
33 #include <trace/events/sched.h>
34
35 #include "sched.h"
36
37 /*
38  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
39  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
40  *
41  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
42  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
43  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
44  * based scheduling concepts.
45  *
46  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
47  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
48  */
49 unsigned int sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
50 unsigned int normalized_sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
51
52 /*
53  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
54  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
55  *
56  * Options are:
57  * SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
58  * SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
59  * SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
60  */
61 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling
62         = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
63
64 /*
65  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
66  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
67  */
68 unsigned int sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
69 unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
70
71 /*
72  * is kept at sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity
73  */
74 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
75
76 /*
77  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
78  * parent will (try to) run first.
79  */
80 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
81
82 /*
83  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
84  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
85  *
86  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
87  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
88  * have immediate wakeup/sleep latencies.
89  */
90 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
91 unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
92
93 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost = 500000UL;
94
95 /*
96  * The exponential sliding  window over which load is averaged for shares
97  * distribution.
98  * (default: 10msec)
99  */
100 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_shares_window = 10000000UL;
101
102 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
103 /*
104  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
105  * each time a cfs_rq requests quota.
106  *
107  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
108  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
109  * we will always only issue the remaining available time.
110  *
111  * default: 5 msec, units: microseconds
112   */
113 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice = 5000UL;
114 #endif
115
116 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
117 {
118         lw->weight += inc;
119         lw->inv_weight = 0;
120 }
121
122 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
123 {
124         lw->weight -= dec;
125         lw->inv_weight = 0;
126 }
127
128 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
129 {
130         lw->weight = w;
131         lw->inv_weight = 0;
132 }
133
134 /*
135  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
136  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
137  * to users decreases. But the relationship is not linear,
138  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
139  * number of CPUs.
140  *
141  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
142  */
143 static int get_update_sysctl_factor(void)
144 {
145         unsigned int cpus = min_t(int, num_online_cpus(), 8);
146         unsigned int factor;
147
148         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
149         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
150                 factor = 1;
151                 break;
152         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
153                 factor = cpus;
154                 break;
155         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
156         default:
157                 factor = 1 + ilog2(cpus);
158                 break;
159         }
160
161         return factor;
162 }
163
164 static void update_sysctl(void)
165 {
166         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
167
168 #define SET_SYSCTL(name) \
169         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
170         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
171         SET_SYSCTL(sched_latency);
172         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
173 #undef SET_SYSCTL
174 }
175
176 void sched_init_granularity(void)
177 {
178         update_sysctl();
179 }
180
181 #if BITS_PER_LONG == 32
182 # define WMULT_CONST    (~0UL)
183 #else
184 # define WMULT_CONST    (1UL << 32)
185 #endif
186
187 #define WMULT_SHIFT     32
188
189 /*
190  * Shift right and round:
191  */
192 #define SRR(x, y) (((x) + (1UL << ((y) - 1))) >> (y))
193
194 /*
195  * delta *= weight / lw
196  */
197 static unsigned long
198 calc_delta_mine(unsigned long delta_exec, unsigned long weight,
199                 struct load_weight *lw)
200 {
201         u64 tmp;
202
203         /*
204          * weight can be less than 2^SCHED_LOAD_RESOLUTION for task group sched
205          * entities since MIN_SHARES = 2. Treat weight as 1 if less than
206          * 2^SCHED_LOAD_RESOLUTION.
207          */
208         if (likely(weight > (1UL << SCHED_LOAD_RESOLUTION)))
209                 tmp = (u64)delta_exec * scale_load_down(weight);
210         else
211                 tmp = (u64)delta_exec;
212
213         if (!lw->inv_weight) {
214                 unsigned long w = scale_load_down(lw->weight);
215
216                 if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
217                         lw->inv_weight = 1;
218                 else if (unlikely(!w))
219                         lw->inv_weight = WMULT_CONST;
220                 else
221                         lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
222         }
223
224         /*
225          * Check whether we'd overflow the 64-bit multiplication:
226          */
227         if (unlikely(tmp > WMULT_CONST))
228                 tmp = SRR(SRR(tmp, WMULT_SHIFT/2) * lw->inv_weight,
229                         WMULT_SHIFT/2);
230         else
231                 tmp = SRR(tmp * lw->inv_weight, WMULT_SHIFT);
232
233         return (unsigned long)min(tmp, (u64)(unsigned long)LONG_MAX);
234 }
235
236
237 const struct sched_class fair_sched_class;
238
239 /**************************************************************
240  * CFS operations on generic schedulable entities:
241  */
242
243 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
244
245 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
246 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
247 {
248         return cfs_rq->rq;
249 }
250
251 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
252 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
253
254 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
255 {
256 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
257         WARN_ON_ONCE(!entity_is_task(se));
258 #endif
259         return container_of(se, struct task_struct, se);
260 }
261
262 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
263 #define for_each_sched_entity(se) \
264                 for (; se; se = se->parent)
265
266 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
267 {
268         return p->se.cfs_rq;
269 }
270
271 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
272 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
273 {
274         return se->cfs_rq;
275 }
276
277 /* runqueue "owned" by this group */
278 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
279 {
280         return grp->my_q;
281 }
282
283 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
284                                        int force_update);
285
286 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
287 {
288         if (!cfs_rq->on_list) {
289                 /*
290                  * Ensure we either appear before our parent (if already
291                  * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
292                  * enqueued.  The fact that we always enqueue bottom-up
293                  * reduces this to two cases.
294                  */
295                 if (cfs_rq->tg->parent &&
296                     cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu_of(rq_of(cfs_rq))]->on_list) {
297                         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
298                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
299                 } else {
300                         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
301                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
302                 }
303
304                 cfs_rq->on_list = 1;
305                 /* We should have no load, but we need to update last_decay. */
306                 update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 0);
307         }
308 }
309
310 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
311 {
312         if (cfs_rq->on_list) {
313                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
314                 cfs_rq->on_list = 0;
315         }
316 }
317
318 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
319 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
320         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
321
322 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
323 static inline int
324 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
325 {
326         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
327                 return 1;
328
329         return 0;
330 }
331
332 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
333 {
334         return se->parent;
335 }
336
337 /* return depth at which a sched entity is present in the hierarchy */
338 static inline int depth_se(struct sched_entity *se)
339 {
340         int depth = 0;
341
342         for_each_sched_entity(se)
343                 depth++;
344
345         return depth;
346 }
347
348 static void
349 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
350 {
351         int se_depth, pse_depth;
352
353         /*
354          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
355          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
356          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
357          * parent.
358          */
359
360         /* First walk up until both entities are at same depth */
361         se_depth = depth_se(*se);
362         pse_depth = depth_se(*pse);
363
364         while (se_depth > pse_depth) {
365                 se_depth--;
366                 *se = parent_entity(*se);
367         }
368
369         while (pse_depth > se_depth) {
370                 pse_depth--;
371                 *pse = parent_entity(*pse);
372         }
373
374         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
375                 *se = parent_entity(*se);
376                 *pse = parent_entity(*pse);
377         }
378 }
379
380 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
381
382 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
383 {
384         return container_of(se, struct task_struct, se);
385 }
386
387 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
388 {
389         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
390 }
391
392 #define entity_is_task(se)      1
393
394 #define for_each_sched_entity(se) \
395                 for (; se; se = NULL)
396
397 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
398 {
399         return &task_rq(p)->cfs;
400 }
401
402 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
403 {
404         struct task_struct *p = task_of(se);
405         struct rq *rq = task_rq(p);
406
407         return &rq->cfs;
408 }
409
410 /* runqueue "owned" by this group */
411 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
412 {
413         return NULL;
414 }
415
416 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
417 {
418 }
419
420 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
421 {
422 }
423
424 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
425                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
426
427 static inline int
428 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
429 {
430         return 1;
431 }
432
433 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
434 {
435         return NULL;
436 }
437
438 static inline void
439 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
440 {
441 }
442
443 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
444
445 static __always_inline
446 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long delta_exec);
447
448 /**************************************************************
449  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
450  */
451
452 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
453 {
454         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
455         if (delta > 0)
456                 max_vruntime = vruntime;
457
458         return max_vruntime;
459 }
460
461 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
462 {
463         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
464         if (delta < 0)
465                 min_vruntime = vruntime;
466
467         return min_vruntime;
468 }
469
470 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
471                                 struct sched_entity *b)
472 {
473         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
474 }
475
476 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
477 {
478         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
479
480         if (cfs_rq->curr)
481                 vruntime = cfs_rq->curr->vruntime;
482
483         if (cfs_rq->rb_leftmost) {
484                 struct sched_entity *se = rb_entry(cfs_rq->rb_leftmost,
485                                                    struct sched_entity,
486                                                    run_node);
487
488                 if (!cfs_rq->curr)
489                         vruntime = se->vruntime;
490                 else
491                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
492         }
493
494         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
495         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
496 #ifndef CONFIG_64BIT
497         smp_wmb();
498         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
499 #endif
500 }
501
502 /*
503  * Enqueue an entity into the rb-tree:
504  */
505 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
506 {
507         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
508         struct rb_node *parent = NULL;
509         struct sched_entity *entry;
510         int leftmost = 1;
511
512         /*
513          * Find the right place in the rbtree:
514          */
515         while (*link) {
516                 parent = *link;
517                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
518                 /*
519                  * We dont care about collisions. Nodes with
520                  * the same key stay together.
521                  */
522                 if (entity_before(se, entry)) {
523                         link = &parent->rb_left;
524                 } else {
525                         link = &parent->rb_right;
526                         leftmost = 0;
527                 }
528         }
529
530         /*
531          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
532          * used):
533          */
534         if (leftmost)
535                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
536
537         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
538         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
539 }
540
541 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
542 {
543         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node) {
544                 struct rb_node *next_node;
545
546                 next_node = rb_next(&se->run_node);
547                 cfs_rq->rb_leftmost = next_node;
548         }
549
550         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
551 }
552
553 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
554 {
555         struct rb_node *left = cfs_rq->rb_leftmost;
556
557         if (!left)
558                 return NULL;
559
560         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
561 }
562
563 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
564 {
565         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
566
567         if (!next)
568                 return NULL;
569
570         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
571 }
572
573 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
574 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
575 {
576         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline);
577
578         if (!last)
579                 return NULL;
580
581         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
582 }
583
584 /**************************************************************
585  * Scheduling class statistics methods:
586  */
587
588 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
589                 void __user *buffer, size_t *lenp,
590                 loff_t *ppos)
591 {
592         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
593         int factor = get_update_sysctl_factor();
594
595         if (ret || !write)
596                 return ret;
597
598         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
599                                         sysctl_sched_min_granularity);
600
601 #define WRT_SYSCTL(name) \
602         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
603         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
604         WRT_SYSCTL(sched_latency);
605         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
606 #undef WRT_SYSCTL
607
608         return 0;
609 }
610 #endif
611
612 /*
613  * delta /= w
614  */
615 static inline unsigned long
616 calc_delta_fair(unsigned long delta, struct sched_entity *se)
617 {
618         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
619                 delta = calc_delta_mine(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
620
621         return delta;
622 }
623
624 /*
625  * The idea is to set a period in which each task runs once.
626  *
627  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
628  * this period because otherwise the slices get too small.
629  *
630  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
631  */
632 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
633 {
634         u64 period = sysctl_sched_latency;
635         unsigned long nr_latency = sched_nr_latency;
636
637         if (unlikely(nr_running > nr_latency)) {
638                 period = sysctl_sched_min_granularity;
639                 period *= nr_running;
640         }
641
642         return period;
643 }
644
645 /*
646  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
647  * proportional to the weight.
648  *
649  * s = p*P[w/rw]
650  */
651 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
652 {
653         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
654
655         for_each_sched_entity(se) {
656                 struct load_weight *load;
657                 struct load_weight lw;
658
659                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
660                 load = &cfs_rq->load;
661
662                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
663                         lw = cfs_rq->load;
664
665                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
666                         load = &lw;
667                 }
668                 slice = calc_delta_mine(slice, se->load.weight, load);
669         }
670         return slice;
671 }
672
673 /*
674  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
675  *
676  * vs = s/w
677  */
678 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
679 {
680         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
681 }
682
683 #ifdef CONFIG_SMP
684 static inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se);
685
686 /* Give new task start runnable values to heavy its load in infant time */
687 void init_task_runnable_average(struct task_struct *p)
688 {
689         u32 slice;
690
691         p->se.avg.decay_count = 0;
692         slice = sched_slice(task_cfs_rq(p), &p->se) >> 10;
693         p->se.avg.runnable_avg_sum = slice;
694         p->se.avg.runnable_avg_period = slice;
695         __update_task_entity_contrib(&p->se);
696 }
697 #else
698 void init_task_runnable_average(struct task_struct *p)
699 {
700 }
701 #endif
702
703 /*
704  * Update the current task's runtime statistics. Skip current tasks that
705  * are not in our scheduling class.
706  */
707 static inline void
708 __update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr,
709               unsigned long delta_exec)
710 {
711         unsigned long delta_exec_weighted;
712
713         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
714                       max((u64)delta_exec, curr->statistics.exec_max));
715
716         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
717         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
718         delta_exec_weighted = calc_delta_fair(delta_exec, curr);
719
720         curr->vruntime += delta_exec_weighted;
721         update_min_vruntime(cfs_rq);
722 }
723
724 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
725 {
726         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
727         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
728         unsigned long delta_exec;
729
730         if (unlikely(!curr))
731                 return;
732
733         /*
734          * Get the amount of time the current task was running
735          * since the last time we changed load (this cannot
736          * overflow on 32 bits):
737          */
738         delta_exec = (unsigned long)(now - curr->exec_start);
739         if (!delta_exec)
740                 return;
741
742         __update_curr(cfs_rq, curr, delta_exec);
743         curr->exec_start = now;
744
745         if (entity_is_task(curr)) {
746                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
747
748                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
749                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
750                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
751         }
752
753         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
754 }
755
756 static inline void
757 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
758 {
759         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
760 }
761
762 /*
763  * Task is being enqueued - update stats:
764  */
765 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
766 {
767         /*
768          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
769          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
770          */
771         if (se != cfs_rq->curr)
772                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
773 }
774
775 static void
776 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
777 {
778         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
779                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start));
780         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
781         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
782                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
783 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
784         if (entity_is_task(se)) {
785                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
786                         rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.wait_start);
787         }
788 #endif
789         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
790 }
791
792 static inline void
793 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
794 {
795         /*
796          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
797          * waiting task:
798          */
799         if (se != cfs_rq->curr)
800                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
801 }
802
803 /*
804  * We are picking a new current task - update its stats:
805  */
806 static inline void
807 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
808 {
809         /*
810          * We are starting a new run period:
811          */
812         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
813 }
814
815 /**************************************************
816  * Scheduling class queueing methods:
817  */
818
819 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
820 /*
821  * numa task sample period in ms
822  */
823 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 100;
824 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 100*50;
825 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_reset = 100*600;
826
827 /* Portion of address space to scan in MB */
828 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
829
830 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
831 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
832
833 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
834 {
835         int seq;
836
837         if (!p->mm)     /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
838                 return;
839         seq = ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
840         if (p->numa_scan_seq == seq)
841                 return;
842         p->numa_scan_seq = seq;
843
844         /* FIXME: Scheduling placement policy hints go here */
845 }
846
847 /*
848  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
849  */
850 void task_numa_fault(int node, int pages, bool migrated)
851 {
852         struct task_struct *p = current;
853
854         if (!numabalancing_enabled)
855                 return;
856
857         /* FIXME: Allocate task-specific structure for placement policy here */
858
859         /*
860          * If pages are properly placed (did not migrate) then scan slower.
861          * This is reset periodically in case of phase changes
862          */
863         if (!migrated)
864                 p->numa_scan_period = min(sysctl_numa_balancing_scan_period_max,
865                         p->numa_scan_period + jiffies_to_msecs(10));
866
867         task_numa_placement(p);
868 }
869
870 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
871 {
872         ACCESS_ONCE(p->mm->numa_scan_seq)++;
873         p->mm->numa_scan_offset = 0;
874 }
875
876 /*
877  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
878  * Triggered from task_tick_numa().
879  */
880 void task_numa_work(struct callback_head *work)
881 {
882         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
883         struct task_struct *p = current;
884         struct mm_struct *mm = p->mm;
885         struct vm_area_struct *vma;
886         unsigned long start, end;
887         long pages;
888
889         WARN_ON_ONCE(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
890
891         work->next = work; /* protect against double add */
892         /*
893          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
894          *
895          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
896          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
897          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
898          * work.
899          */
900         if (p->flags & PF_EXITING)
901                 return;
902
903         /*
904          * We do not care about task placement until a task runs on a node
905          * other than the first one used by the address space. This is
906          * largely because migrations are driven by what CPU the task
907          * is running on. If it's never scheduled on another node, it'll
908          * not migrate so why bother trapping the fault.
909          */
910         if (mm->first_nid == NUMA_PTE_SCAN_INIT)
911                 mm->first_nid = numa_node_id();
912         if (mm->first_nid != NUMA_PTE_SCAN_ACTIVE) {
913                 /* Are we running on a new node yet? */
914                 if (numa_node_id() == mm->first_nid &&
915                     !sched_feat_numa(NUMA_FORCE))
916                         return;
917
918                 mm->first_nid = NUMA_PTE_SCAN_ACTIVE;
919         }
920
921         /*
922          * Reset the scan period if enough time has gone by. Objective is that
923          * scanning will be reduced if pages are properly placed. As tasks
924          * can enter different phases this needs to be re-examined. Lacking
925          * proper tracking of reference behaviour, this blunt hammer is used.
926          */
927         migrate = mm->numa_next_reset;
928         if (time_after(now, migrate)) {
929                 p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_period_min;
930                 next_scan = now + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_period_reset);
931                 xchg(&mm->numa_next_reset, next_scan);
932         }
933
934         /*
935          * Enforce maximal scan/migration frequency..
936          */
937         migrate = mm->numa_next_scan;
938         if (time_before(now, migrate))
939                 return;
940
941         if (p->numa_scan_period == 0)
942                 p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_period_min;
943
944         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
945         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
946                 return;
947
948         /*
949          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
950          * the next time around.
951          */
952         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
953
954         start = mm->numa_scan_offset;
955         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
956         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
957         if (!pages)
958                 return;
959
960         down_read(&mm->mmap_sem);
961         vma = find_vma(mm, start);
962         if (!vma) {
963                 reset_ptenuma_scan(p);
964                 start = 0;
965                 vma = mm->mmap;
966         }
967         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
968                 if (!vma_migratable(vma))
969                         continue;
970
971                 /* Skip small VMAs. They are not likely to be of relevance */
972                 if (vma->vm_end - vma->vm_start < HPAGE_SIZE)
973                         continue;
974
975                 do {
976                         start = max(start, vma->vm_start);
977                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
978                         end = min(end, vma->vm_end);
979                         pages -= change_prot_numa(vma, start, end);
980
981                         start = end;
982                         if (pages <= 0)
983                                 goto out;
984                 } while (end != vma->vm_end);
985         }
986
987 out:
988         /*
989          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
990          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
991          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
992          * scanner to the start so check it now.
993          */
994         if (vma)
995                 mm->numa_scan_offset = start;
996         else
997                 reset_ptenuma_scan(p);
998         up_read(&mm->mmap_sem);
999 }
1000
1001 /*
1002  * Drive the periodic memory faults..
1003  */
1004 void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1005 {
1006         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
1007         u64 period, now;
1008
1009         /*
1010          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
1011          */
1012         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
1013                 return;
1014
1015         /*
1016          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
1017          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
1018          * task needs to have done some actual work before we bother with
1019          * NUMA placement.
1020          */
1021         now = curr->se.sum_exec_runtime;
1022         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
1023
1024         if (now - curr->node_stamp > period) {
1025                 if (!curr->node_stamp)
1026                         curr->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_period_min;
1027                 curr->node_stamp += period;
1028
1029                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan)) {
1030                         init_task_work(work, task_numa_work); /* TODO: move this into sched_fork() */
1031                         task_work_add(curr, work, true);
1032                 }
1033         }
1034 }
1035 #else
1036 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
1037 {
1038 }
1039 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1040
1041 static void
1042 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1043 {
1044         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
1045         if (!parent_entity(se))
1046                 update_load_add(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
1047 #ifdef CONFIG_SMP
1048         if (entity_is_task(se))
1049                 list_add(&se->group_node, &rq_of(cfs_rq)->cfs_tasks);
1050 #endif
1051         cfs_rq->nr_running++;
1052 }
1053
1054 static void
1055 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1056 {
1057         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
1058         if (!parent_entity(se))
1059                 update_load_sub(&rq_of(cfs_rq)->load, se->load.weight);
1060         if (entity_is_task(se))
1061                 list_del_init(&se->group_node);
1062         cfs_rq->nr_running--;
1063 }
1064
1065 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1066 # ifdef CONFIG_SMP
1067 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
1068 {
1069         long tg_weight;
1070
1071         /*
1072          * Use this CPU's actual weight instead of the last load_contribution
1073          * to gain a more accurate current total weight. See
1074          * update_cfs_rq_load_contribution().
1075          */
1076         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
1077         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_contrib;
1078         tg_weight += cfs_rq->load.weight;
1079
1080         return tg_weight;
1081 }
1082
1083 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
1084 {
1085         long tg_weight, load, shares;
1086
1087         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
1088         load = cfs_rq->load.weight;
1089
1090         shares = (tg->shares * load);
1091         if (tg_weight)
1092                 shares /= tg_weight;
1093
1094         if (shares < MIN_SHARES)
1095                 shares = MIN_SHARES;
1096         if (shares > tg->shares)
1097                 shares = tg->shares;
1098
1099         return shares;
1100 }
1101 # else /* CONFIG_SMP */
1102 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
1103 {
1104         return tg->shares;
1105 }
1106 # endif /* CONFIG_SMP */
1107 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
1108                             unsigned long weight)
1109 {
1110         if (se->on_rq) {
1111                 /* commit outstanding execution time */
1112                 if (cfs_rq->curr == se)
1113                         update_curr(cfs_rq);
1114                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
1115         }
1116
1117         update_load_set(&se->load, weight);
1118
1119         if (se->on_rq)
1120                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
1121 }
1122
1123 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
1124
1125 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
1126 {
1127         struct task_group *tg;
1128         struct sched_entity *se;
1129         long shares;
1130
1131         tg = cfs_rq->tg;
1132         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
1133         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
1134                 return;
1135 #ifndef CONFIG_SMP
1136         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
1137                 return;
1138 #endif
1139         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
1140
1141         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
1142 }
1143 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
1144 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
1145 {
1146 }
1147 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
1148
1149 #ifdef CONFIG_SMP
1150 /*
1151  * We choose a half-life close to 1 scheduling period.
1152  * Note: The tables below are dependent on this value.
1153  */
1154 #define LOAD_AVG_PERIOD 32
1155 #define LOAD_AVG_MAX 47742 /* maximum possible load avg */
1156 #define LOAD_AVG_MAX_N 345 /* number of full periods to produce LOAD_MAX_AVG */
1157
1158 /* Precomputed fixed inverse multiplies for multiplication by y^n */
1159 static const u32 runnable_avg_yN_inv[] = {
1160         0xffffffff, 0xfa83b2da, 0xf5257d14, 0xefe4b99a, 0xeac0c6e6, 0xe5b906e6,
1161         0xe0ccdeeb, 0xdbfbb796, 0xd744fcc9, 0xd2a81d91, 0xce248c14, 0xc9b9bd85,
1162         0xc5672a10, 0xc12c4cc9, 0xbd08a39e, 0xb8fbaf46, 0xb504f333, 0xb123f581,
1163         0xad583ee9, 0xa9a15ab4, 0xa5fed6a9, 0xa2704302, 0x9ef5325f, 0x9b8d39b9,
1164         0x9837f050, 0x94f4efa8, 0x91c3d373, 0x8ea4398a, 0x8b95c1e3, 0x88980e80,
1165         0x85aac367, 0x82cd8698,
1166 };
1167
1168 /*
1169  * Precomputed \Sum y^k { 1<=k<=n }.  These are floor(true_value) to prevent
1170  * over-estimates when re-combining.
1171  */
1172 static const u32 runnable_avg_yN_sum[] = {
1173             0, 1002, 1982, 2941, 3880, 4798, 5697, 6576, 7437, 8279, 9103,
1174          9909,10698,11470,12226,12966,13690,14398,15091,15769,16433,17082,
1175         17718,18340,18949,19545,20128,20698,21256,21802,22336,22859,23371,
1176 };
1177
1178 /*
1179  * Approximate:
1180  *   val * y^n,    where y^32 ~= 0.5 (~1 scheduling period)
1181  */
1182 static __always_inline u64 decay_load(u64 val, u64 n)
1183 {
1184         unsigned int local_n;
1185
1186         if (!n)
1187                 return val;
1188         else if (unlikely(n > LOAD_AVG_PERIOD * 63))
1189                 return 0;
1190
1191         /* after bounds checking we can collapse to 32-bit */
1192         local_n = n;
1193
1194         /*
1195          * As y^PERIOD = 1/2, we can combine
1196          *    y^n = 1/2^(n/PERIOD) * k^(n%PERIOD)
1197          * With a look-up table which covers k^n (n<PERIOD)
1198          *
1199          * To achieve constant time decay_load.
1200          */
1201         if (unlikely(local_n >= LOAD_AVG_PERIOD)) {
1202                 val >>= local_n / LOAD_AVG_PERIOD;
1203                 local_n %= LOAD_AVG_PERIOD;
1204         }
1205
1206         val *= runnable_avg_yN_inv[local_n];
1207         /* We don't use SRR here since we always want to round down. */
1208         return val >> 32;
1209 }
1210
1211 /*
1212  * For updates fully spanning n periods, the contribution to runnable
1213  * average will be: \Sum 1024*y^n
1214  *
1215  * We can compute this reasonably efficiently by combining:
1216  *   y^PERIOD = 1/2 with precomputed \Sum 1024*y^n {for  n <PERIOD}
1217  */
1218 static u32 __compute_runnable_contrib(u64 n)
1219 {
1220         u32 contrib = 0;
1221
1222         if (likely(n <= LOAD_AVG_PERIOD))
1223                 return runnable_avg_yN_sum[n];
1224         else if (unlikely(n >= LOAD_AVG_MAX_N))
1225                 return LOAD_AVG_MAX;
1226
1227         /* Compute \Sum k^n combining precomputed values for k^i, \Sum k^j */
1228         do {
1229                 contrib /= 2; /* y^LOAD_AVG_PERIOD = 1/2 */
1230                 contrib += runnable_avg_yN_sum[LOAD_AVG_PERIOD];
1231
1232                 n -= LOAD_AVG_PERIOD;
1233         } while (n > LOAD_AVG_PERIOD);
1234
1235         contrib = decay_load(contrib, n);
1236         return contrib + runnable_avg_yN_sum[n];
1237 }
1238
1239 /*
1240  * We can represent the historical contribution to runnable average as the
1241  * coefficients of a geometric series.  To do this we sub-divide our runnable
1242  * history into segments of approximately 1ms (1024us); label the segment that
1243  * occurred N-ms ago p_N, with p_0 corresponding to the current period, e.g.
1244  *
1245  * [<- 1024us ->|<- 1024us ->|<- 1024us ->| ...
1246  *      p0            p1           p2
1247  *     (now)       (~1ms ago)  (~2ms ago)
1248  *
1249  * Let u_i denote the fraction of p_i that the entity was runnable.
1250  *
1251  * We then designate the fractions u_i as our co-efficients, yielding the
1252  * following representation of historical load:
1253  *   u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + u_3*y^3 + ...
1254  *
1255  * We choose y based on the with of a reasonably scheduling period, fixing:
1256  *   y^32 = 0.5
1257  *
1258  * This means that the contribution to load ~32ms ago (u_32) will be weighted
1259  * approximately half as much as the contribution to load within the last ms
1260  * (u_0).
1261  *
1262  * When a period "rolls over" and we have new u_0`, multiplying the previous
1263  * sum again by y is sufficient to update:
1264  *   load_avg = u_0` + y*(u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... )
1265  *            = u_0 + u_1*y + u_2*y^2 + ... [re-labeling u_i --> u_{i+1}]
1266  */
1267 static __always_inline int __update_entity_runnable_avg(u64 now,
1268                                                         struct sched_avg *sa,
1269                                                         int runnable)
1270 {
1271         u64 delta, periods;
1272         u32 runnable_contrib;
1273         int delta_w, decayed = 0;
1274
1275         delta = now - sa->last_runnable_update;
1276         /*
1277          * This should only happen when time goes backwards, which it
1278          * unfortunately does during sched clock init when we swap over to TSC.
1279          */
1280         if ((s64)delta < 0) {
1281                 sa->last_runnable_update = now;
1282                 return 0;
1283         }
1284
1285         /*
1286          * Use 1024ns as the unit of measurement since it's a reasonable
1287          * approximation of 1us and fast to compute.
1288          */
1289         delta >>= 10;
1290         if (!delta)
1291                 return 0;
1292         sa->last_runnable_update = now;
1293
1294         /* delta_w is the amount already accumulated against our next period */
1295         delta_w = sa->runnable_avg_period % 1024;
1296         if (delta + delta_w >= 1024) {
1297                 /* period roll-over */
1298                 decayed = 1;
1299
1300                 /*
1301                  * Now that we know we're crossing a period boundary, figure
1302                  * out how much from delta we need to complete the current
1303                  * period and accrue it.
1304                  */
1305                 delta_w = 1024 - delta_w;
1306                 if (runnable)
1307                         sa->runnable_avg_sum += delta_w;
1308                 sa->runnable_avg_period += delta_w;
1309
1310                 delta -= delta_w;
1311
1312                 /* Figure out how many additional periods this update spans */
1313                 periods = delta / 1024;
1314                 delta %= 1024;
1315
1316                 sa->runnable_avg_sum = decay_load(sa->runnable_avg_sum,
1317                                                   periods + 1);
1318                 sa->runnable_avg_period = decay_load(sa->runnable_avg_period,
1319                                                      periods + 1);
1320
1321                 /* Efficiently calculate \sum (1..n_period) 1024*y^i */
1322                 runnable_contrib = __compute_runnable_contrib(periods);
1323                 if (runnable)
1324                         sa->runnable_avg_sum += runnable_contrib;
1325                 sa->runnable_avg_period += runnable_contrib;
1326         }
1327
1328         /* Remainder of delta accrued against u_0` */
1329         if (runnable)
1330                 sa->runnable_avg_sum += delta;
1331         sa->runnable_avg_period += delta;
1332
1333         return decayed;
1334 }
1335
1336 /* Synchronize an entity's decay with its parenting cfs_rq.*/
1337 static inline u64 __synchronize_entity_decay(struct sched_entity *se)
1338 {
1339         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1340         u64 decays = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
1341
1342         decays -= se->avg.decay_count;
1343         if (!decays)
1344                 return 0;
1345
1346         se->avg.load_avg_contrib = decay_load(se->avg.load_avg_contrib, decays);
1347         se->avg.decay_count = 0;
1348
1349         return decays;
1350 }
1351
1352 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1353 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
1354                                                  int force_update)
1355 {
1356         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
1357         long tg_contrib;
1358
1359         tg_contrib = cfs_rq->runnable_load_avg + cfs_rq->blocked_load_avg;
1360         tg_contrib -= cfs_rq->tg_load_contrib;
1361
1362         if (force_update || abs(tg_contrib) > cfs_rq->tg_load_contrib / 8) {
1363                 atomic_long_add(tg_contrib, &tg->load_avg);
1364                 cfs_rq->tg_load_contrib += tg_contrib;
1365         }
1366 }
1367
1368 /*
1369  * Aggregate cfs_rq runnable averages into an equivalent task_group
1370  * representation for computing load contributions.
1371  */
1372 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
1373                                                   struct cfs_rq *cfs_rq)
1374 {
1375         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
1376         long contrib;
1377
1378         /* The fraction of a cpu used by this cfs_rq */
1379         contrib = div_u64(sa->runnable_avg_sum << NICE_0_SHIFT,
1380                           sa->runnable_avg_period + 1);
1381         contrib -= cfs_rq->tg_runnable_contrib;
1382
1383         if (abs(contrib) > cfs_rq->tg_runnable_contrib / 64) {
1384                 atomic_add(contrib, &tg->runnable_avg);
1385                 cfs_rq->tg_runnable_contrib += contrib;
1386         }
1387 }
1388
1389 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se)
1390 {
1391         struct cfs_rq *cfs_rq = group_cfs_rq(se);
1392         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
1393         int runnable_avg;
1394
1395         u64 contrib;
1396
1397         contrib = cfs_rq->tg_load_contrib * tg->shares;
1398         se->avg.load_avg_contrib = div_u64(contrib,
1399                                      atomic_long_read(&tg->load_avg) + 1);
1400
1401         /*
1402          * For group entities we need to compute a correction term in the case
1403          * that they are consuming <1 cpu so that we would contribute the same
1404          * load as a task of equal weight.
1405          *
1406          * Explicitly co-ordinating this measurement would be expensive, but
1407          * fortunately the sum of each cpus contribution forms a usable
1408          * lower-bound on the true value.
1409          *
1410          * Consider the aggregate of 2 contributions.  Either they are disjoint
1411          * (and the sum represents true value) or they are disjoint and we are
1412          * understating by the aggregate of their overlap.
1413          *
1414          * Extending this to N cpus, for a given overlap, the maximum amount we
1415          * understand is then n_i(n_i+1)/2 * w_i where n_i is the number of
1416          * cpus that overlap for this interval and w_i is the interval width.
1417          *
1418          * On a small machine; the first term is well-bounded which bounds the
1419          * total error since w_i is a subset of the period.  Whereas on a
1420          * larger machine, while this first term can be larger, if w_i is the
1421          * of consequential size guaranteed to see n_i*w_i quickly converge to
1422          * our upper bound of 1-cpu.
1423          */
1424         runnable_avg = atomic_read(&tg->runnable_avg);
1425         if (runnable_avg < NICE_0_LOAD) {
1426                 se->avg.load_avg_contrib *= runnable_avg;
1427                 se->avg.load_avg_contrib >>= NICE_0_SHIFT;
1428         }
1429 }
1430 #else
1431 static inline void __update_cfs_rq_tg_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
1432                                                  int force_update) {}
1433 static inline void __update_tg_runnable_avg(struct sched_avg *sa,
1434                                                   struct cfs_rq *cfs_rq) {}
1435 static inline void __update_group_entity_contrib(struct sched_entity *se) {}
1436 #endif
1437
1438 static inline void __update_task_entity_contrib(struct sched_entity *se)
1439 {
1440         u32 contrib;
1441
1442         /* avoid overflowing a 32-bit type w/ SCHED_LOAD_SCALE */
1443         contrib = se->avg.runnable_avg_sum * scale_load_down(se->load.weight);
1444         contrib /= (se->avg.runnable_avg_period + 1);
1445         se->avg.load_avg_contrib = scale_load(contrib);
1446 }
1447
1448 /* Compute the current contribution to load_avg by se, return any delta */
1449 static long __update_entity_load_avg_contrib(struct sched_entity *se)
1450 {
1451         long old_contrib = se->avg.load_avg_contrib;
1452
1453         if (entity_is_task(se)) {
1454                 __update_task_entity_contrib(se);
1455         } else {
1456                 __update_tg_runnable_avg(&se->avg, group_cfs_rq(se));
1457                 __update_group_entity_contrib(se);
1458         }
1459
1460         return se->avg.load_avg_contrib - old_contrib;
1461 }
1462
1463 static inline void subtract_blocked_load_contrib(struct cfs_rq *cfs_rq,
1464                                                  long load_contrib)
1465 {
1466         if (likely(load_contrib < cfs_rq->blocked_load_avg))
1467                 cfs_rq->blocked_load_avg -= load_contrib;
1468         else
1469                 cfs_rq->blocked_load_avg = 0;
1470 }
1471
1472 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq);
1473
1474 /* Update a sched_entity's runnable average */
1475 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
1476                                           int update_cfs_rq)
1477 {
1478         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1479         long contrib_delta;
1480         u64 now;
1481
1482         /*
1483          * For a group entity we need to use their owned cfs_rq_clock_task() in
1484          * case they are the parent of a throttled hierarchy.
1485          */
1486         if (entity_is_task(se))
1487                 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq);
1488         else
1489                 now = cfs_rq_clock_task(group_cfs_rq(se));
1490
1491         if (!__update_entity_runnable_avg(now, &se->avg, se->on_rq))
1492                 return;
1493
1494         contrib_delta = __update_entity_load_avg_contrib(se);
1495
1496         if (!update_cfs_rq)
1497                 return;
1498
1499         if (se->on_rq)
1500                 cfs_rq->runnable_load_avg += contrib_delta;
1501         else
1502                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, -contrib_delta);
1503 }
1504
1505 /*
1506  * Decay the load contributed by all blocked children and account this so that
1507  * their contribution may appropriately discounted when they wake up.
1508  */
1509 static void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int force_update)
1510 {
1511         u64 now = cfs_rq_clock_task(cfs_rq) >> 20;
1512         u64 decays;
1513
1514         decays = now - cfs_rq->last_decay;
1515         if (!decays && !force_update)
1516                 return;
1517
1518         if (atomic_long_read(&cfs_rq->removed_load)) {
1519                 unsigned long removed_load;
1520                 removed_load = atomic_long_xchg(&cfs_rq->removed_load, 0);
1521                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, removed_load);
1522         }
1523
1524         if (decays) {
1525                 cfs_rq->blocked_load_avg = decay_load(cfs_rq->blocked_load_avg,
1526                                                       decays);
1527                 atomic64_add(decays, &cfs_rq->decay_counter);
1528                 cfs_rq->last_decay = now;
1529         }
1530
1531         __update_cfs_rq_tg_load_contrib(cfs_rq, force_update);
1532 }
1533
1534 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable)
1535 {
1536         __update_entity_runnable_avg(rq_clock_task(rq), &rq->avg, runnable);
1537         __update_tg_runnable_avg(&rq->avg, &rq->cfs);
1538 }
1539
1540 /* Add the load generated by se into cfs_rq's child load-average */
1541 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
1542                                                   struct sched_entity *se,
1543                                                   int wakeup)
1544 {
1545         /*
1546          * We track migrations using entity decay_count <= 0, on a wake-up
1547          * migration we use a negative decay count to track the remote decays
1548          * accumulated while sleeping.
1549          *
1550          * Newly forked tasks are enqueued with se->avg.decay_count == 0, they
1551          * are seen by enqueue_entity_load_avg() as a migration with an already
1552          * constructed load_avg_contrib.
1553          */
1554         if (unlikely(se->avg.decay_count <= 0)) {
1555                 se->avg.last_runnable_update = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
1556                 if (se->avg.decay_count) {
1557                         /*
1558                          * In a wake-up migration we have to approximate the
1559                          * time sleeping.  This is because we can't synchronize
1560                          * clock_task between the two cpus, and it is not
1561                          * guaranteed to be read-safe.  Instead, we can
1562                          * approximate this using our carried decays, which are
1563                          * explicitly atomically readable.
1564                          */
1565                         se->avg.last_runnable_update -= (-se->avg.decay_count)
1566                                                         << 20;
1567                         update_entity_load_avg(se, 0);
1568                         /* Indicate that we're now synchronized and on-rq */
1569                         se->avg.decay_count = 0;
1570                 }
1571                 wakeup = 0;
1572         } else {
1573                 /*
1574                  * Task re-woke on same cpu (or else migrate_task_rq_fair()
1575                  * would have made count negative); we must be careful to avoid
1576                  * double-accounting blocked time after synchronizing decays.
1577                  */
1578                 se->avg.last_runnable_update += __synchronize_entity_decay(se)
1579                                                         << 20;
1580         }
1581
1582         /* migrated tasks did not contribute to our blocked load */
1583         if (wakeup) {
1584                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
1585                 update_entity_load_avg(se, 0);
1586         }
1587
1588         cfs_rq->runnable_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
1589         /* we force update consideration on load-balancer moves */
1590         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !wakeup);
1591 }
1592
1593 /*
1594  * Remove se's load from this cfs_rq child load-average, if the entity is
1595  * transitioning to a blocked state we track its projected decay using
1596  * blocked_load_avg.
1597  */
1598 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
1599                                                   struct sched_entity *se,
1600                                                   int sleep)
1601 {
1602         update_entity_load_avg(se, 1);
1603         /* we force update consideration on load-balancer moves */
1604         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, !sleep);
1605
1606         cfs_rq->runnable_load_avg -= se->avg.load_avg_contrib;
1607         if (sleep) {
1608                 cfs_rq->blocked_load_avg += se->avg.load_avg_contrib;
1609                 se->avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
1610         } /* migrations, e.g. sleep=0 leave decay_count == 0 */
1611 }
1612
1613 /*
1614  * Update the rq's load with the elapsed running time before entering
1615  * idle. if the last scheduled task is not a CFS task, idle_enter will
1616  * be the only way to update the runnable statistic.
1617  */
1618 void idle_enter_fair(struct rq *this_rq)
1619 {
1620         update_rq_runnable_avg(this_rq, 1);
1621 }
1622
1623 /*
1624  * Update the rq's load with the elapsed idle time before a task is
1625  * scheduled. if the newly scheduled task is not a CFS task, idle_exit will
1626  * be the only way to update the runnable statistic.
1627  */
1628 void idle_exit_fair(struct rq *this_rq)
1629 {
1630         update_rq_runnable_avg(this_rq, 0);
1631 }
1632
1633 #else
1634 static inline void update_entity_load_avg(struct sched_entity *se,
1635                                           int update_cfs_rq) {}
1636 static inline void update_rq_runnable_avg(struct rq *rq, int runnable) {}
1637 static inline void enqueue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
1638                                            struct sched_entity *se,
1639                                            int wakeup) {}
1640 static inline void dequeue_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq,
1641                                            struct sched_entity *se,
1642                                            int sleep) {}
1643 static inline void update_cfs_rq_blocked_load(struct cfs_rq *cfs_rq,
1644                                               int force_update) {}
1645 #endif
1646
1647 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1648 {
1649 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1650         struct task_struct *tsk = NULL;
1651
1652         if (entity_is_task(se))
1653                 tsk = task_of(se);
1654
1655         if (se->statistics.sleep_start) {
1656                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.sleep_start;
1657
1658                 if ((s64)delta < 0)
1659                         delta = 0;
1660
1661                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
1662                         se->statistics.sleep_max = delta;
1663
1664                 se->statistics.sleep_start = 0;
1665                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
1666
1667                 if (tsk) {
1668                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
1669                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
1670                 }
1671         }
1672         if (se->statistics.block_start) {
1673                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - se->statistics.block_start;
1674
1675                 if ((s64)delta < 0)
1676                         delta = 0;
1677
1678                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
1679                         se->statistics.block_max = delta;
1680
1681                 se->statistics.block_start = 0;
1682                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
1683
1684                 if (tsk) {
1685                         if (tsk->in_iowait) {
1686                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
1687                                 se->statistics.iowait_count++;
1688                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
1689                         }
1690
1691                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
1692
1693                         /*
1694                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
1695                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
1696                          * amount of time that the task spent sleeping:
1697                          */
1698                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
1699                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
1700                                                 (void *)get_wchan(tsk),
1701                                                 delta >> 20);
1702                         }
1703                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
1704                 }
1705         }
1706 #endif
1707 }
1708
1709 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1710 {
1711 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1712         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
1713
1714         if (d < 0)
1715                 d = -d;
1716
1717         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
1718                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
1719 #endif
1720 }
1721
1722 static void
1723 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
1724 {
1725         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
1726
1727         /*
1728          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
1729          * however the extra weight of the new task will slow them down a
1730          * little, place the new task so that it fits in the slot that
1731          * stays open at the end.
1732          */
1733         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
1734                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
1735
1736         /* sleeps up to a single latency don't count. */
1737         if (!initial) {
1738                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
1739
1740                 /*
1741                  * Halve their sleep time's effect, to allow
1742                  * for a gentler effect of sleepers:
1743                  */
1744                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
1745                         thresh >>= 1;
1746
1747                 vruntime -= thresh;
1748         }
1749
1750         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
1751         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
1752 }
1753
1754 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
1755
1756 static void
1757 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1758 {
1759         /*
1760          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
1761          * through calling update_curr().
1762          */
1763         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
1764                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
1765
1766         /*
1767          * Update run-time statistics of the 'current'.
1768          */
1769         update_curr(cfs_rq);
1770         enqueue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
1771         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
1772         update_cfs_shares(cfs_rq);
1773
1774         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
1775                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
1776                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
1777         }
1778
1779         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
1780         check_spread(cfs_rq, se);
1781         if (se != cfs_rq->curr)
1782                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
1783         se->on_rq = 1;
1784
1785         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
1786                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
1787                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
1788         }
1789 }
1790
1791 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
1792 {
1793         for_each_sched_entity(se) {
1794                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1795                 if (cfs_rq->last == se)
1796                         cfs_rq->last = NULL;
1797                 else
1798                         break;
1799         }
1800 }
1801
1802 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
1803 {
1804         for_each_sched_entity(se) {
1805                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1806                 if (cfs_rq->next == se)
1807                         cfs_rq->next = NULL;
1808                 else
1809                         break;
1810         }
1811 }
1812
1813 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
1814 {
1815         for_each_sched_entity(se) {
1816                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1817                 if (cfs_rq->skip == se)
1818                         cfs_rq->skip = NULL;
1819                 else
1820                         break;
1821         }
1822 }
1823
1824 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1825 {
1826         if (cfs_rq->last == se)
1827                 __clear_buddies_last(se);
1828
1829         if (cfs_rq->next == se)
1830                 __clear_buddies_next(se);
1831
1832         if (cfs_rq->skip == se)
1833                 __clear_buddies_skip(se);
1834 }
1835
1836 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
1837
1838 static void
1839 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1840 {
1841         /*
1842          * Update run-time statistics of the 'current'.
1843          */
1844         update_curr(cfs_rq);
1845         dequeue_entity_load_avg(cfs_rq, se, flags & DEQUEUE_SLEEP);
1846
1847         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
1848         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
1849 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1850                 if (entity_is_task(se)) {
1851                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
1852
1853                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
1854                                 se->statistics.sleep_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
1855                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
1856                                 se->statistics.block_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
1857                 }
1858 #endif
1859         }
1860
1861         clear_buddies(cfs_rq, se);
1862
1863         if (se != cfs_rq->curr)
1864                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
1865         se->on_rq = 0;
1866         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
1867
1868         /*
1869          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
1870          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
1871          * movement in our normalized position.
1872          */
1873         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
1874                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
1875
1876         /* return excess runtime on last dequeue */
1877         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
1878
1879         update_min_vruntime(cfs_rq);
1880         update_cfs_shares(cfs_rq);
1881 }
1882
1883 /*
1884  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
1885  */
1886 static void
1887 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
1888 {
1889         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
1890         struct sched_entity *se;
1891         s64 delta;
1892
1893         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
1894         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
1895         if (delta_exec > ideal_runtime) {
1896                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1897                 /*
1898                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
1899                  * re-elected due to buddy favours.
1900                  */
1901                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
1902                 return;
1903         }
1904
1905         /*
1906          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
1907          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
1908          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
1909          */
1910         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
1911                 return;
1912
1913         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
1914         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
1915
1916         if (delta < 0)
1917                 return;
1918
1919         if (delta > ideal_runtime)
1920                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1921 }
1922
1923 static void
1924 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1925 {
1926         /* 'current' is not kept within the tree. */
1927         if (se->on_rq) {
1928                 /*
1929                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
1930                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
1931                  * runqueue.
1932                  */
1933                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
1934                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
1935         }
1936
1937         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
1938         cfs_rq->curr = se;
1939 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1940         /*
1941          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
1942          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
1943          * when there are only lesser-weight tasks around):
1944          */
1945         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
1946                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
1947                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
1948         }
1949 #endif
1950         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
1951 }
1952
1953 static int
1954 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
1955
1956 /*
1957  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
1958  * 1) keep things fair between processes/task groups
1959  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
1960  * 3) pick the "last" process, for cache locality
1961  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
1962  */
1963 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
1964 {
1965         struct sched_entity *se = __pick_first_entity(cfs_rq);
1966         struct sched_entity *left = se;
1967
1968         /*
1969          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
1970          * be done without getting too unfair.
1971          */
1972         if (cfs_rq->skip == se) {
1973                 struct sched_entity *second = __pick_next_entity(se);
1974                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
1975                         se = second;
1976         }
1977
1978         /*
1979          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
1980          */
1981         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
1982                 se = cfs_rq->last;
1983
1984         /*
1985          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
1986          */
1987         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
1988                 se = cfs_rq->next;
1989
1990         clear_buddies(cfs_rq, se);
1991
1992         return se;
1993 }
1994
1995 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
1996
1997 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
1998 {
1999         /*
2000          * If still on the runqueue then deactivate_task()
2001          * was not called and update_curr() has to be done:
2002          */
2003         if (prev->on_rq)
2004                 update_curr(cfs_rq);
2005
2006         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
2007         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2008
2009         check_spread(cfs_rq, prev);
2010         if (prev->on_rq) {
2011                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
2012                 /* Put 'current' back into the tree. */
2013                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
2014                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
2015                 update_entity_load_avg(prev, 1);
2016         }
2017         cfs_rq->curr = NULL;
2018 }
2019
2020 static void
2021 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
2022 {
2023         /*
2024          * Update run-time statistics of the 'current'.
2025          */
2026         update_curr(cfs_rq);
2027
2028         /*
2029          * Ensure that runnable average is periodically updated.
2030          */
2031         update_entity_load_avg(curr, 1);
2032         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
2033         update_cfs_shares(cfs_rq);
2034
2035 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
2036         /*
2037          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
2038          * validating it and just reschedule.
2039          */
2040         if (queued) {
2041                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2042                 return;
2043         }
2044         /*
2045          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
2046          */
2047         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
2048                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
2049                 return;
2050 #endif
2051
2052         if (cfs_rq->nr_running > 1)
2053                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
2054 }
2055
2056
2057 /**************************************************
2058  * CFS bandwidth control machinery
2059  */
2060
2061 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
2062
2063 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
2064 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
2065
2066 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
2067 {
2068         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
2069 }
2070
2071 void account_cfs_bandwidth_used(int enabled, int was_enabled)
2072 {
2073         /* only need to count groups transitioning between enabled/!enabled */
2074         if (enabled && !was_enabled)
2075                 static_key_slow_inc(&__cfs_bandwidth_used);
2076         else if (!enabled && was_enabled)
2077                 static_key_slow_dec(&__cfs_bandwidth_used);
2078 }
2079 #else /* HAVE_JUMP_LABEL */
2080 static bool cfs_bandwidth_used(void)
2081 {
2082         return true;
2083 }
2084
2085 void account_cfs_bandwidth_used(int enabled, int was_enabled) {}
2086 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
2087
2088 /*
2089  * default period for cfs group bandwidth.
2090  * default: 0.1s, units: nanoseconds
2091  */
2092 static inline u64 default_cfs_period(void)
2093 {
2094         return 100000000ULL;
2095 }
2096
2097 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
2098 {
2099         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
2100 }
2101
2102 /*
2103  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
2104  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
2105  * additional synchronization around rq->lock.
2106  *
2107  * requires cfs_b->lock
2108  */
2109 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2110 {
2111         u64 now;
2112
2113         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
2114                 return;
2115
2116         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
2117         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
2118         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
2119 }
2120
2121 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
2122 {
2123         return &tg->cfs_bandwidth;
2124 }
2125
2126 /* rq->task_clock normalized against any time this cfs_rq has spent throttled */
2127 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
2128 {
2129         if (unlikely(cfs_rq->throttle_count))
2130                 return cfs_rq->throttled_clock_task;
2131
2132         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->throttled_clock_task_time;
2133 }
2134
2135 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
2136 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2137 {
2138         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
2139         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
2140         u64 amount = 0, min_amount, expires;
2141
2142         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
2143         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
2144
2145         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2146         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
2147                 amount = min_amount;
2148         else {
2149                 /*
2150                  * If the bandwidth pool has become inactive, then at least one
2151                  * period must have elapsed since the last consumption.
2152                  * Refresh the global state and ensure bandwidth timer becomes
2153                  * active.
2154                  */
2155                 if (!cfs_b->timer_active) {
2156                         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
2157                         __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
2158                 }
2159
2160                 if (cfs_b->runtime > 0) {
2161                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
2162                         cfs_b->runtime -= amount;
2163                         cfs_b->idle = 0;
2164                 }
2165         }
2166         expires = cfs_b->runtime_expires;
2167         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2168
2169         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
2170         /*
2171          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
2172          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
2173          * issued.
2174          */
2175         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
2176                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
2177
2178         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
2179 }
2180
2181 /*
2182  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
2183  * fact that rq->clock snapshots this value.
2184  */
2185 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2186 {
2187         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2188
2189         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
2190         if (likely((s64)(rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
2191                 return;
2192
2193         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
2194                 return;
2195
2196         /*
2197          * If the local deadline has passed we have to consider the
2198          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
2199          * has not truly expired.
2200          *
2201          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
2202          * whether the global deadline has advanced.
2203          */
2204
2205         if ((s64)(cfs_rq->runtime_expires - cfs_b->runtime_expires) >= 0) {
2206                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
2207                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
2208         } else {
2209                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
2210                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
2211         }
2212 }
2213
2214 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq,
2215                                      unsigned long delta_exec)
2216 {
2217         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
2218         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
2219         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2220
2221         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
2222                 return;
2223
2224         /*
2225          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
2226          * hierarchy can be throttled
2227          */
2228         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
2229                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
2230 }
2231
2232 static __always_inline
2233 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long delta_exec)
2234 {
2235         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
2236                 return;
2237
2238         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
2239 }
2240
2241 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
2242 {
2243         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
2244 }
2245
2246 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
2247 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
2248 {
2249         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
2250 }
2251
2252 /*
2253  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
2254  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
2255  * load-balance operations.
2256  */
2257 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
2258                                     int src_cpu, int dest_cpu)
2259 {
2260         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
2261
2262         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
2263         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
2264
2265         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
2266                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
2267 }
2268
2269 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
2270 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
2271 {
2272         struct rq *rq = data;
2273         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
2274
2275         cfs_rq->throttle_count--;
2276 #ifdef CONFIG_SMP
2277         if (!cfs_rq->throttle_count) {
2278                 /* adjust cfs_rq_clock_task() */
2279                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
2280                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
2281         }
2282 #endif
2283
2284         return 0;
2285 }
2286
2287 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
2288 {
2289         struct rq *rq = data;
2290         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
2291
2292         /* group is entering throttled state, stop time */
2293         if (!cfs_rq->throttle_count)
2294                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
2295         cfs_rq->throttle_count++;
2296
2297         return 0;
2298 }
2299
2300 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
2301 {
2302         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2303         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2304         struct sched_entity *se;
2305         long task_delta, dequeue = 1;
2306
2307         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
2308
2309         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
2310         rcu_read_lock();
2311         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
2312         rcu_read_unlock();
2313
2314         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
2315         for_each_sched_entity(se) {
2316                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
2317                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
2318                 if (!se->on_rq)
2319                         break;
2320
2321                 if (dequeue)
2322                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
2323                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
2324
2325                 if (qcfs_rq->load.weight)
2326                         dequeue = 0;
2327         }
2328
2329         if (!se)
2330                 rq->nr_running -= task_delta;
2331
2332         cfs_rq->throttled = 1;
2333         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
2334         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2335         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
2336         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2337 }
2338
2339 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
2340 {
2341         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2342         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2343         struct sched_entity *se;
2344         int enqueue = 1;
2345         long task_delta;
2346
2347         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
2348
2349         cfs_rq->throttled = 0;
2350
2351         update_rq_clock(rq);
2352
2353         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2354         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
2355         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
2356         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2357
2358         /* update hierarchical throttle state */
2359         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
2360
2361         if (!cfs_rq->load.weight)
2362                 return;
2363
2364         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
2365         for_each_sched_entity(se) {
2366                 if (se->on_rq)
2367                         enqueue = 0;
2368
2369                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2370                 if (enqueue)
2371                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
2372                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
2373
2374                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2375                         break;
2376         }
2377
2378         if (!se)
2379                 rq->nr_running += task_delta;
2380
2381         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
2382         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
2383                 resched_task(rq->curr);
2384 }
2385
2386 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
2387                 u64 remaining, u64 expires)
2388 {
2389         struct cfs_rq *cfs_rq;
2390         u64 runtime = remaining;
2391
2392         rcu_read_lock();
2393         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
2394                                 throttled_list) {
2395                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2396
2397                 raw_spin_lock(&rq->lock);
2398                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2399                         goto next;
2400
2401                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
2402                 if (runtime > remaining)
2403                         runtime = remaining;
2404                 remaining -= runtime;
2405
2406                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
2407                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
2408
2409                 /* we check whether we're throttled above */
2410                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
2411                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
2412
2413 next:
2414                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
2415
2416                 if (!remaining)
2417                         break;
2418         }
2419         rcu_read_unlock();
2420
2421         return remaining;
2422 }
2423
2424 /*
2425  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
2426  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
2427  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
2428  * used to track this state.
2429  */
2430 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
2431 {
2432         u64 runtime, runtime_expires;
2433         int idle = 1, throttled;
2434
2435         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2436         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
2437         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
2438                 goto out_unlock;
2439
2440         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
2441         /* idle depends on !throttled (for the case of a large deficit) */
2442         idle = cfs_b->idle && !throttled;
2443         cfs_b->nr_periods += overrun;
2444
2445         /* if we're going inactive then everything else can be deferred */
2446         if (idle)
2447                 goto out_unlock;
2448
2449         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
2450
2451         if (!throttled) {
2452                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
2453                 cfs_b->idle = 1;
2454                 goto out_unlock;
2455         }
2456
2457         /* account preceding periods in which throttling occurred */
2458         cfs_b->nr_throttled += overrun;
2459
2460         /*
2461          * There are throttled entities so we must first use the new bandwidth
2462          * to unthrottle them before making it generally available.  This
2463          * ensures that all existing debts will be paid before a new cfs_rq is
2464          * allowed to run.
2465          */
2466         runtime = cfs_b->runtime;
2467         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
2468         cfs_b->runtime = 0;
2469
2470         /*
2471          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth
2472          * while we unthrottle.  This can potentially race with an unthrottled
2473          * group trying to acquire new bandwidth from the global pool.
2474          */
2475         while (throttled && runtime > 0) {
2476                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2477                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
2478                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
2479                                                  runtime_expires);
2480                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2481
2482                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
2483         }
2484
2485         /* return (any) remaining runtime */
2486         cfs_b->runtime = runtime;
2487         /*
2488          * While we are ensured activity in the period following an
2489          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
2490          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
2491          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
2492          */
2493         cfs_b->idle = 0;
2494 out_unlock:
2495         if (idle)
2496                 cfs_b->timer_active = 0;
2497         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2498
2499         return idle;
2500 }
2501
2502 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
2503 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
2504 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
2505 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
2506 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
2507 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
2508
2509 /* are we near the end of the current quota period? */
2510 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
2511 {
2512         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
2513         u64 remaining;
2514
2515         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
2516         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
2517                 return 1;
2518
2519         /* is a quota refresh about to occur? */
2520         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
2521         if (remaining < min_expire)
2522                 return 1;
2523
2524         return 0;
2525 }
2526
2527 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2528 {
2529         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
2530
2531         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
2532         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
2533                 return;
2534
2535         start_bandwidth_timer(&cfs_b->slack_timer,
2536                                 ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period));
2537 }
2538
2539 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
2540 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2541 {
2542         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2543         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
2544
2545         if (slack_runtime <= 0)
2546                 return;
2547
2548         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2549         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
2550             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
2551                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
2552
2553                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
2554                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
2555                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
2556                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
2557         }
2558         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2559
2560         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
2561         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
2562 }
2563
2564 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2565 {
2566         if (!cfs_bandwidth_used())
2567                 return;
2568
2569         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
2570                 return;
2571
2572         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
2573 }
2574
2575 /*
2576  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
2577  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
2578  */
2579 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2580 {
2581         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
2582         u64 expires;
2583
2584         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
2585         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration))
2586                 return;
2587
2588         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2589         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice) {
2590                 runtime = cfs_b->runtime;
2591                 cfs_b->runtime = 0;
2592         }
2593         expires = cfs_b->runtime_expires;
2594         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2595
2596         if (!runtime)
2597                 return;
2598
2599         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
2600
2601         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2602         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
2603                 cfs_b->runtime = runtime;
2604         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2605 }
2606
2607 /*
2608  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
2609  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
2610  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
2611  */
2612 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
2613 {
2614         if (!cfs_bandwidth_used())
2615                 return;
2616
2617         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
2618         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
2619                 return;
2620
2621         /* ensure the group is not already throttled */
2622         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2623                 return;
2624
2625         /* update runtime allocation */
2626         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
2627         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
2628                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
2629 }
2630
2631 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
2632 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2633 {
2634         if (!cfs_bandwidth_used())
2635                 return;
2636
2637         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
2638                 return;
2639
2640         /*
2641          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
2642          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
2643          */
2644         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2645                 return;
2646
2647         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
2648 }
2649
2650 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
2651 {
2652         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
2653                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
2654         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
2655
2656         return HRTIMER_NORESTART;
2657 }
2658
2659 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
2660 {
2661         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
2662                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
2663         ktime_t now;
2664         int overrun;
2665         int idle = 0;
2666
2667         for (;;) {
2668                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
2669                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, cfs_b->period);
2670
2671                 if (!overrun)
2672                         break;
2673
2674                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun);
2675         }
2676
2677         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
2678 }
2679
2680 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2681 {
2682         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
2683         cfs_b->runtime = 0;
2684         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
2685         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
2686
2687         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
2688         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
2689         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
2690         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
2691         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
2692 }
2693
2694 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
2695 {
2696         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
2697         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
2698 }
2699
2700 /* requires cfs_b->lock, may release to reprogram timer */
2701 void __start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2702 {
2703         /*
2704          * The timer may be active because we're trying to set a new bandwidth
2705          * period or because we're racing with the tear-down path
2706          * (timer_active==0 becomes visible before the hrtimer call-back
2707          * terminates).  In either case we ensure that it's re-programmed
2708          */
2709         while (unlikely(hrtimer_active(&cfs_b->period_timer))) {
2710                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
2711                 /* ensure cfs_b->lock is available while we wait */
2712                 hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
2713
2714                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
2715                 /* if someone else restarted the timer then we're done */
2716                 if (cfs_b->timer_active)
2717                         return;
2718         }
2719
2720         cfs_b->timer_active = 1;
2721         start_bandwidth_timer(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
2722 }
2723
2724 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
2725 {
2726         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
2727         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
2728 }
2729
2730 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
2731 {
2732         struct cfs_rq *cfs_rq;
2733
2734         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
2735                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
2736
2737                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
2738                         continue;
2739
2740                 /*
2741                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
2742                  * there's some valid quota amount
2743                  */
2744                 cfs_rq->runtime_remaining = cfs_b->quota;
2745                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2746                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
2747         }
2748 }
2749
2750 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
2751 static inline u64 cfs_rq_clock_task(struct cfs_rq *cfs_rq)
2752 {
2753         return rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
2754 }
2755
2756 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq,
2757                                      unsigned long delta_exec) {}
2758 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2759 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2760 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2761
2762 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
2763 {
2764         return 0;
2765 }
2766
2767 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
2768 {
2769         return 0;
2770 }
2771
2772 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
2773                                     int src_cpu, int dest_cpu)
2774 {
2775         return 0;
2776 }
2777
2778 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
2779
2780 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2781 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
2782 #endif
2783
2784 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
2785 {
2786         return NULL;
2787 }
2788 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
2789 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
2790
2791 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
2792
2793 /**************************************************
2794  * CFS operations on tasks:
2795  */
2796
2797 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
2798 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2799 {
2800         struct sched_entity *se = &p->se;
2801         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2802
2803         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
2804
2805         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
2806                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
2807                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
2808                 s64 delta = slice - ran;
2809
2810                 if (delta < 0) {
2811                         if (rq->curr == p)
2812                                 resched_task(p);
2813                         return;
2814                 }
2815
2816                 /*
2817                  * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
2818                  * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
2819                  */
2820                 if (rq->curr != p)
2821                         delta = max_t(s64, 10000LL, delta);
2822
2823                 hrtick_start(rq, delta);
2824         }
2825 }
2826
2827 /*
2828  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
2829  * current task is from our class and nr_running is low enough
2830  * to matter.
2831  */
2832 static void hrtick_update(struct rq *rq)
2833 {
2834         struct task_struct *curr = rq->curr;
2835
2836         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
2837                 return;
2838
2839         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
2840                 hrtick_start_fair(rq, curr);
2841 }
2842 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
2843 static inline void
2844 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2845 {
2846 }
2847
2848 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
2849 {
2850 }
2851 #endif
2852
2853 /*
2854  * The enqueue_task method is called before nr_running is
2855  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
2856  * then put the task into the rbtree:
2857  */
2858 static void
2859 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2860 {
2861         struct cfs_rq *cfs_rq;
2862         struct sched_entity *se = &p->se;
2863
2864         for_each_sched_entity(se) {
2865                 if (se->on_rq)
2866                         break;
2867                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2868                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
2869
2870                 /*
2871                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
2872                  *
2873                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
2874                  * post the final h_nr_running increment below.
2875                 */
2876                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2877                         break;
2878                 cfs_rq->h_nr_running++;
2879
2880                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
2881         }
2882
2883         for_each_sched_entity(se) {
2884                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2885                 cfs_rq->h_nr_running++;
2886
2887                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2888                         break;
2889
2890                 update_cfs_shares(cfs_rq);
2891                 update_entity_load_avg(se, 1);
2892         }
2893
2894         if (!se) {
2895                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
2896                 inc_nr_running(rq);
2897         }
2898         hrtick_update(rq);
2899 }
2900
2901 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
2902
2903 /*
2904  * The dequeue_task method is called before nr_running is
2905  * decreased. We remove the task from the rbtree and
2906  * update the fair scheduling stats:
2907  */
2908 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2909 {
2910         struct cfs_rq *cfs_rq;
2911         struct sched_entity *se = &p->se;
2912         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
2913
2914         for_each_sched_entity(se) {
2915                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2916                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
2917
2918                 /*
2919                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
2920                  *
2921                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
2922                  * post the final h_nr_running decrement below.
2923                 */
2924                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2925                         break;
2926                 cfs_rq->h_nr_running--;
2927
2928                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
2929                 if (cfs_rq->load.weight) {
2930                         /*
2931                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
2932                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
2933                          */
2934                         if (task_sleep && parent_entity(se))
2935                                 set_next_buddy(parent_entity(se));
2936
2937                         /* avoid re-evaluating load for this entity */
2938                         se = parent_entity(se);
2939                         break;
2940                 }
2941                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
2942         }
2943
2944         for_each_sched_entity(se) {
2945                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2946                 cfs_rq->h_nr_running--;
2947
2948                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2949                         break;
2950
2951                 update_cfs_shares(cfs_rq);
2952                 update_entity_load_avg(se, 1);
2953         }
2954
2955         if (!se) {
2956                 dec_nr_running(rq);
2957                 update_rq_runnable_avg(rq, 1);
2958         }
2959         hrtick_update(rq);
2960 }
2961
2962 #ifdef CONFIG_SMP
2963 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
2964 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
2965 {
2966         return cpu_rq(cpu)->cfs.runnable_load_avg;
2967 }
2968
2969 /*
2970  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
2971  * according to the scheduling class and "nice" value.
2972  *
2973  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
2974  * balance conservatively.
2975  */
2976 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
2977 {
2978         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2979         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
2980
2981         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
2982                 return total;
2983
2984         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
2985 }
2986
2987 /*
2988  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
2989  * according to the scheduling class and "nice" value.
2990  */
2991 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
2992 {
2993         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2994         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
2995
2996         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
2997                 return total;
2998
2999         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
3000 }
3001
3002 static unsigned long power_of(int cpu)
3003 {
3004         return cpu_rq(cpu)->cpu_power;
3005 }
3006
3007 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
3008 {
3009         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3010         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
3011         unsigned long load_avg = rq->cfs.runnable_load_avg;
3012
3013         if (nr_running)
3014                 return load_avg / nr_running;
3015
3016         return 0;
3017 }
3018
3019 static void record_wakee(struct task_struct *p)
3020 {
3021         /*
3022          * Rough decay (wiping) for cost saving, don't worry
3023          * about the boundary, really active task won't care
3024          * about the loss.
3025          */
3026         if (jiffies > current->wakee_flip_decay_ts + HZ) {
3027                 current->wakee_flips = 0;
3028                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
3029         }
3030
3031         if (current->last_wakee != p) {
3032                 current->last_wakee = p;
3033                 current->wakee_flips++;
3034         }
3035 }
3036
3037 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
3038 {
3039         struct sched_entity *se = &p->se;
3040         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3041         u64 min_vruntime;
3042
3043 #ifndef CONFIG_64BIT
3044         u64 min_vruntime_copy;
3045
3046         do {
3047                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
3048                 smp_rmb();
3049                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3050         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
3051 #else
3052         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3053 #endif
3054
3055         se->vruntime -= min_vruntime;
3056         record_wakee(p);
3057 }
3058
3059 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3060 /*
3061  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
3062  *
3063  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
3064  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
3065  * can calculate the shift in shares.
3066  *
3067  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
3068  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
3069  * total group weight.
3070  *
3071  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
3072  * distribution (s_i) using:
3073  *
3074  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
3075  *
3076  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
3077  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
3078  * shares distribution (s_i):
3079  *
3080  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
3081  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
3082  *
3083  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
3084  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
3085  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
3086  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
3087  *
3088  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
3089  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
3090  *
3091  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
3092  *
3093  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
3094  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
3095  * weight and shares distributions like:
3096  *
3097  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
3098  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
3099  *
3100  * We can then compute the difference in effective weight by using:
3101  *
3102  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
3103  *
3104  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
3105  *
3106  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
3107  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
3108  * 4/7) times the weight of the group.
3109  */
3110 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
3111 {
3112         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
3113
3114         if (!tg->parent)        /* the trivial, non-cgroup case */
3115                 return wl;
3116
3117         for_each_sched_entity(se) {
3118                 long w, W;
3119
3120                 tg = se->my_q->tg;
3121
3122                 /*
3123                  * W = @wg + \Sum rw_j
3124                  */
3125                 W = wg + calc_tg_weight(tg, se->my_q);
3126
3127                 /*
3128                  * w = rw_i + @wl
3129                  */
3130                 w = se->my_q->load.weight + wl;
3131
3132                 /*
3133                  * wl = S * s'_i; see (2)
3134                  */
3135                 if (W > 0 && w < W)
3136                         wl = (w * tg->shares) / W;
3137                 else
3138                         wl = tg->shares;
3139
3140                 /*
3141                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
3142                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
3143                  * calc_cfs_shares().
3144                  */
3145                 if (wl < MIN_SHARES)
3146                         wl = MIN_SHARES;
3147
3148                 /*
3149                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
3150                  */
3151                 wl -= se->load.weight;
3152
3153                 /*
3154                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
3155                  * the final effective load change on the root group. Since
3156                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
3157                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
3158                  * resulting from this level per the above.
3159                  */
3160                 wg = 0;
3161         }
3162
3163         return wl;
3164 }
3165 #else
3166
3167 static inline unsigned long effective_load(struct task_group *tg, int cpu,
3168                 unsigned long wl, unsigned long wg)
3169 {
3170         return wl;
3171 }
3172
3173 #endif
3174
3175 static int wake_wide(struct task_struct *p)
3176 {
3177         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
3178
3179         /*
3180          * Yeah, it's the switching-frequency, could means many wakee or
3181          * rapidly switch, use factor here will just help to automatically
3182          * adjust the loose-degree, so bigger node will lead to more pull.
3183          */
3184         if (p->wakee_flips > factor) {
3185                 /*
3186                  * wakee is somewhat hot, it needs certain amount of cpu
3187                  * resource, so if waker is far more hot, prefer to leave
3188                  * it alone.
3189                  */
3190                 if (current->wakee_flips > (factor * p->wakee_flips))
3191                         return 1;
3192         }
3193
3194         return 0;
3195 }
3196
3197 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
3198 {
3199         s64 this_load, load;
3200         int idx, this_cpu, prev_cpu;
3201         unsigned long tl_per_task;
3202         struct task_group *tg;
3203         unsigned long weight;
3204         int balanced;
3205
3206         /*
3207          * If we wake multiple tasks be careful to not bounce
3208          * ourselves around too much.
3209          */
3210         if (wake_wide(p))
3211                 return 0;
3212
3213         idx       = sd->wake_idx;
3214         this_cpu  = smp_processor_id();
3215         prev_cpu  = task_cpu(p);
3216         load      = source_load(prev_cpu, idx);
3217         this_load = target_load(this_cpu, idx);
3218
3219         /*
3220          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
3221          * effect of the currently running task from the load
3222          * of the current CPU:
3223          */
3224         if (sync) {
3225                 tg = task_group(current);
3226                 weight = current->se.load.weight;
3227
3228                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
3229                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
3230         }
3231
3232         tg = task_group(p);
3233         weight = p->se.load.weight;
3234
3235         /*
3236          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
3237          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
3238          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
3239          * about that, so that's good too.
3240          *
3241          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
3242          * task to be woken on this_cpu.
3243          */
3244         if (this_load > 0) {
3245                 s64 this_eff_load, prev_eff_load;
3246
3247                 this_eff_load = 100;
3248                 this_eff_load *= power_of(prev_cpu);
3249                 this_eff_load *= this_load +
3250                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
3251
3252                 prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
3253                 prev_eff_load *= power_of(this_cpu);
3254                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
3255
3256                 balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
3257         } else
3258                 balanced = true;
3259
3260         /*
3261          * If the currently running task will sleep within
3262          * a reasonable amount of time then attract this newly
3263          * woken task:
3264          */
3265         if (sync && balanced)
3266                 return 1;
3267
3268         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
3269         tl_per_task = cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
3270
3271         if (balanced ||
3272             (this_load <= load &&
3273              this_load + target_load(prev_cpu, idx) <= tl_per_task)) {
3274                 /*
3275                  * This domain has SD_WAKE_AFFINE and
3276                  * p is cache cold in this domain, and
3277                  * there is no bad imbalance.
3278                  */
3279                 schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
3280                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
3281
3282                 return 1;
3283         }
3284         return 0;
3285 }
3286
3287 /*
3288  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
3289  * domain.
3290  */
3291 static struct sched_group *
3292 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
3293                   int this_cpu, int load_idx)
3294 {
3295         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
3296         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
3297         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
3298
3299         do {
3300                 unsigned long load, avg_load;
3301                 int local_group;
3302                 int i;
3303
3304                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
3305                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
3306                                         tsk_cpus_allowed(p)))
3307                         continue;
3308
3309                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
3310                                                sched_group_cpus(group));
3311
3312                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
3313                 avg_load = 0;
3314
3315                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
3316                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
3317                         if (local_group)
3318                                 load = source_load(i, load_idx);
3319                         else
3320                                 load = target_load(i, load_idx);
3321
3322                         avg_load += load;
3323                 }
3324
3325                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
3326                 avg_load = (avg_load * SCHED_POWER_SCALE) / group->sgp->power;
3327
3328                 if (local_group) {
3329                         this_load = avg_load;
3330                 } else if (avg_load < min_load) {
3331                         min_load = avg_load;
3332                         idlest = group;
3333                 }
3334         } while (group = group->next, group != sd->groups);
3335
3336         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
3337                 return NULL;
3338         return idlest;
3339 }
3340
3341 /*
3342  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
3343  */
3344 static int
3345 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
3346 {
3347         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
3348         int idlest = -1;
3349         int i;
3350
3351         /* Traverse only the allowed CPUs */
3352         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
3353                 load = weighted_cpuload(i);
3354
3355                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
3356                         min_load = load;
3357                         idlest = i;
3358                 }
3359         }
3360
3361         return idlest;
3362 }
3363
3364 /*
3365  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
3366  */
3367 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
3368 {
3369         struct sched_domain *sd;
3370         struct sched_group *sg;
3371         int i = task_cpu(p);
3372
3373         if (idle_cpu(target))
3374                 return target;
3375
3376         /*
3377          * If the prevous cpu is cache affine and idle, don't be stupid.
3378          */
3379         if (i != target && cpus_share_cache(i, target) && idle_cpu(i))
3380                 return i;
3381
3382         /*
3383          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
3384          */
3385         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
3386         for_each_lower_domain(sd) {
3387                 sg = sd->groups;
3388                 do {
3389                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
3390                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
3391                                 goto next;
3392
3393                         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
3394                                 if (i == target || !idle_cpu(i))
3395                                         goto next;
3396                         }
3397
3398                         target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
3399                                         tsk_cpus_allowed(p));
3400                         goto done;
3401 next:
3402                         sg = sg->next;
3403                 } while (sg != sd->groups);
3404         }
3405 done:
3406         return target;
3407 }
3408
3409 /*
3410  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
3411  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
3412  * SD_BALANCE_EXEC.
3413  *
3414  * Balance, ie. select the least loaded group.
3415  *
3416  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
3417  *
3418  * preempt must be disabled.
3419  */
3420 static int
3421 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int sd_flag, int wake_flags)
3422 {
3423         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
3424         int cpu = smp_processor_id();
3425         int prev_cpu = task_cpu(p);
3426         int new_cpu = cpu;
3427         int want_affine = 0;
3428         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
3429
3430         if (p->nr_cpus_allowed == 1)
3431                 return prev_cpu;
3432
3433         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
3434                 if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
3435                         want_affine = 1;
3436                 new_cpu = prev_cpu;
3437         }
3438
3439         rcu_read_lock();
3440         for_each_domain(cpu, tmp) {
3441                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
3442                         continue;
3443
3444                 /*
3445                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
3446                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
3447                  */
3448                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
3449                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
3450                         affine_sd = tmp;
3451                         break;
3452                 }
3453
3454                 if (tmp->flags & sd_flag)
3455                         sd = tmp;
3456         }
3457
3458         if (affine_sd) {
3459                 if (cpu != prev_cpu && wake_affine(affine_sd, p, sync))
3460                         prev_cpu = cpu;
3461
3462                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu);
3463                 goto unlock;
3464         }
3465
3466         while (sd) {
3467                 int load_idx = sd->forkexec_idx;
3468                 struct sched_group *group;
3469                 int weight;
3470
3471                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
3472                         sd = sd->child;
3473                         continue;
3474                 }
3475
3476                 if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
3477                         load_idx = sd->wake_idx;
3478
3479                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, load_idx);
3480                 if (!group) {
3481                         sd = sd->child;
3482                         continue;
3483                 }
3484
3485                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
3486                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
3487                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
3488                         sd = sd->child;
3489                         continue;
3490                 }
3491
3492                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
3493                 cpu = new_cpu;
3494                 weight = sd->span_weight;
3495                 sd = NULL;
3496                 for_each_domain(cpu, tmp) {
3497                         if (weight <= tmp->span_weight)
3498                                 break;
3499                         if (tmp->flags & sd_flag)
3500                                 sd = tmp;
3501                 }
3502                 /* while loop will break here if sd == NULL */
3503         }
3504 unlock:
3505         rcu_read_unlock();
3506
3507         return new_cpu;
3508 }
3509
3510 /*
3511  * Called immediately before a task is migrated to a new cpu; task_cpu(p) and
3512  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
3513  * previous cpu.  However, the caller only guarantees p->pi_lock is held; no
3514  * other assumptions, including the state of rq->lock, should be made.
3515  */
3516 static void
3517 migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int next_cpu)
3518 {
3519         struct sched_entity *se = &p->se;
3520         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3521
3522         /*
3523          * Load tracking: accumulate removed load so that it can be processed
3524          * when we next update owning cfs_rq under rq->lock.  Tasks contribute
3525          * to blocked load iff they have a positive decay-count.  It can never
3526          * be negative here since on-rq tasks have decay-count == 0.
3527          */
3528         if (se->avg.decay_count) {
3529                 se->avg.decay_count = -__synchronize_entity_decay(se);
3530                 atomic_long_add(se->avg.load_avg_contrib,
3531                                                 &cfs_rq->removed_load);
3532         }
3533 }
3534 #endif /* CONFIG_SMP */
3535
3536 static unsigned long
3537 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
3538 {
3539         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
3540
3541         /*
3542          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
3543          * to virtual-time in his units.
3544          *
3545          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
3546          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
3547          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
3548          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
3549          * be smaller, again penalizing the lighter task.
3550          *
3551          * This is especially important for buddies when the leftmost
3552          * task is higher priority than the buddy.
3553          */
3554         return calc_delta_fair(gran, se);
3555 }
3556
3557 /*
3558  * Should 'se' preempt 'curr'.
3559  *
3560  *             |s1
3561  *        |s2
3562  *   |s3
3563  *         g
3564  *      |<--->|c
3565  *
3566  *  w(c, s1) = -1
3567  *  w(c, s2) =  0
3568  *  w(c, s3) =  1
3569  *
3570  */
3571 static int
3572 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
3573 {
3574         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
3575
3576         if (vdiff <= 0)
3577                 return -1;
3578
3579         gran = wakeup_gran(curr, se);
3580         if (vdiff > gran)
3581                 return 1;
3582
3583         return 0;
3584 }
3585
3586 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
3587 {
3588         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
3589                 return;
3590
3591         for_each_sched_entity(se)
3592                 cfs_rq_of(se)->last = se;
3593 }
3594
3595 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
3596 {
3597         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
3598                 return;
3599
3600         for_each_sched_entity(se)
3601                 cfs_rq_of(se)->next = se;
3602 }
3603
3604 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
3605 {
3606         for_each_sched_entity(se)
3607                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
3608 }
3609
3610 /*
3611  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
3612  */
3613 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
3614 {
3615         struct task_struct *curr = rq->curr;
3616         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
3617         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
3618         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
3619         int next_buddy_marked = 0;
3620
3621         if (unlikely(se == pse))
3622                 return;
3623
3624         /*
3625          * This is possible from callers such as move_task(), in which we
3626          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
3627          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
3628          * next-buddy nomination below.
3629          */
3630         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
3631                 return;
3632
3633         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
3634                 set_next_buddy(pse);
3635                 next_buddy_marked = 1;
3636         }
3637
3638         /*
3639          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
3640          * wake up path.
3641          *
3642          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
3643          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
3644          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
3645          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
3646          * below.
3647          */
3648         if (test_tsk_need_resched(curr))
3649                 return;
3650
3651         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
3652         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
3653             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
3654                 goto preempt;
3655
3656         /*
3657          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
3658          * is driven by the tick):
3659          */
3660         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
3661                 return;
3662
3663         find_matching_se(&se, &pse);
3664         update_curr(cfs_rq_of(se));
3665         BUG_ON(!pse);
3666         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
3667                 /*
3668                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
3669                  * triggering this preemption.
3670                  */
3671                 if (!next_buddy_marked)
3672                         set_next_buddy(pse);
3673                 goto preempt;
3674         }
3675
3676         return;
3677
3678 preempt:
3679         resched_task(curr);
3680         /*
3681          * Only set the backward buddy when the current task is still
3682          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
3683          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
3684          * point, either of which can * drop the rq lock.
3685          *
3686          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
3687          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
3688          */
3689         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
3690                 return;
3691
3692         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
3693                 set_last_buddy(se);
3694 }
3695
3696 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
3697 {
3698         struct task_struct *p;
3699         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
3700         struct sched_entity *se;
3701
3702         if (!cfs_rq->nr_running)
3703                 return NULL;
3704
3705         do {
3706                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
3707                 set_next_entity(cfs_rq, se);
3708                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
3709         } while (cfs_rq);
3710
3711         p = task_of(se);
3712         if (hrtick_enabled(rq))
3713                 hrtick_start_fair(rq, p);
3714
3715         return p;
3716 }
3717
3718 /*
3719  * Account for a descheduled task:
3720  */
3721 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
3722 {
3723         struct sched_entity *se = &prev->se;
3724         struct cfs_rq *cfs_rq;
3725
3726         for_each_sched_entity(se) {
3727                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3728                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
3729         }
3730 }
3731
3732 /*
3733  * sched_yield() is very simple
3734  *
3735  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
3736  */
3737 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
3738 {
3739         struct task_struct *curr = rq->curr;
3740         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
3741         struct sched_entity *se = &curr->se;
3742
3743         /*
3744          * Are we the only task in the tree?
3745          */
3746         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
3747                 return;
3748
3749         clear_buddies(cfs_rq, se);
3750
3751         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
3752                 update_rq_clock(rq);
3753                 /*
3754                  * Update run-time statistics of the 'current'.
3755                  */
3756                 update_curr(cfs_rq);
3757                 /*
3758                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
3759                  * so we don't do microscopic update in schedule()
3760                  * and double the fastpath cost.
3761                  */
3762                  rq->skip_clock_update = 1;
3763         }
3764
3765         set_skip_buddy(se);
3766 }
3767
3768 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
3769 {
3770         struct sched_entity *se = &p->se;
3771
3772         /* throttled hierarchies are not runnable */
3773         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
3774                 return false;
3775
3776         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
3777         set_next_buddy(se);
3778
3779         yield_task_fair(rq);
3780
3781         return true;
3782 }
3783
3784 #ifdef CONFIG_SMP
3785 /**************************************************
3786  * Fair scheduling class load-balancing methods.
3787  *
3788  * BASICS
3789  *
3790  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
3791  * per-cpu scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
3792  * time to each task. This is expressed in the following equation:
3793  *
3794  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
3795  *
3796  * Where W_i,n is the n-th weight average for cpu i. The instantaneous weight
3797  * W_i,0 is defined as:
3798  *
3799  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
3800  *
3801  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on cpu i. This weight
3802  * is derived from the nice value as per prio_to_weight[].
3803  *
3804  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
3805  * weight:
3806  *
3807  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
3808  *
3809  * P_i is the cpu power (or compute capacity) of cpu i, typically it is the
3810  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
3811  * can also include other factors [XXX].
3812  *
3813  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
3814  * directly from (1):
3815  *
3816  *   imb_i,j = max{ avg(W/P), W_i/P_i } - min{ avg(W/P), W_j/P_j }    (4)
3817  *
3818  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
3819  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
3820  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
3821  *
3822  * [XXX expand on:
3823  *     - infeasible weights;
3824  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
3825  *
3826  *
3827  * SCHED DOMAINS
3828  *
3829  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
3830  * for all i,j solution, we create a tree of cpus that follows the hardware
3831  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
3832  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of cpus going up the
3833  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
3834  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of cpus in
3835  * the groups.
3836  *
3837  * This yields:
3838  *
3839  *     log_2 n     1     n
3840  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
3841  *     i = 0      2^i   2^i
3842  *                               `- size of each group
3843  *         |         |     `- number of cpus doing load-balance
3844  *         |         `- freq
3845  *         `- sum over all levels
3846  *
3847  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
3848  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
3849  *
3850  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
3851  * to every other cpu in at most O(log n) steps:
3852  *
3853  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
3854  *
3855  *             log_2 n     
3856  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
3857  *             k = 0
3858  *
3859  * And you'll find that:
3860  *
3861  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
3862  *
3863  * Showing there's indeed a path between every cpu in at most O(log n) steps.
3864  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
3865  * of:
3866  *
3867  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
3868  *
3869  *
3870  * WORK CONSERVING
3871  *
3872  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
3873  * balancing is more aggressive and has the newly idle cpu iterate up the domain
3874  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
3875  *
3876  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
3877  * time.
3878  *
3879  * [XXX more?]
3880  *
3881  *
3882  * CGROUPS
3883  *
3884  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
3885  *
3886  *                                s_k,i
3887  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
3888  *                                 S_k
3889  *
3890  * Where
3891  *
3892  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
3893  *
3894  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on cpu i.
3895  *
3896  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
3897  * property.
3898  *
3899  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
3900  *      rewrite all of this once again.]
3901  */ 
3902
3903 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
3904
3905 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
3906 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
3907 #define LBF_DST_PINNED  0x04
3908 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
3909
3910 struct lb_env {
3911         struct sched_domain     *sd;
3912
3913         struct rq               *src_rq;
3914         int                     src_cpu;
3915
3916         int                     dst_cpu;
3917         struct rq               *dst_rq;
3918
3919         struct cpumask          *dst_grpmask;
3920         int                     new_dst_cpu;
3921         enum cpu_idle_type      idle;
3922         long                    imbalance;
3923         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
3924         struct cpumask          *cpus;
3925
3926         unsigned int            flags;
3927
3928         unsigned int            loop;
3929         unsigned int            loop_break;
3930         unsigned int            loop_max;
3931 };
3932
3933 /*
3934  * move_task - move a task from one runqueue to another runqueue.
3935  * Both runqueues must be locked.
3936  */
3937 static void move_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
3938 {
3939         deactivate_task(env->src_rq, p, 0);
3940         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
3941         activate_task(env->dst_rq, p, 0);
3942         check_preempt_curr(env->dst_rq, p, 0);
3943 }
3944
3945 /*
3946  * Is this task likely cache-hot:
3947  */
3948 static int
3949 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
3950 {
3951         s64 delta;
3952
3953         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
3954                 return 0;
3955
3956         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
3957                 return 0;
3958
3959         /*
3960          * Buddy candidates are cache hot:
3961          */
3962         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && this_rq()->nr_running &&
3963                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
3964                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
3965                 return 1;
3966
3967         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
3968                 return 1;
3969         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
3970                 return 0;
3971
3972         delta = now - p->se.exec_start;
3973
3974         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
3975 }
3976
3977 /*
3978  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
3979  */
3980 static
3981 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
3982 {
3983         int tsk_cache_hot = 0;
3984         /*
3985          * We do not migrate tasks that are:
3986          * 1) throttled_lb_pair, or
3987          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
3988          * 3) running (obviously), or
3989          * 4) are cache-hot on their current CPU.
3990          */
3991         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
3992                 return 0;
3993
3994         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
3995                 int cpu;
3996
3997                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
3998
3999                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
4000
4001                 /*
4002                  * Remember if this task can be migrated to any other cpu in
4003                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
4004                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
4005                  *
4006                  * Also avoid computing new_dst_cpu if we have already computed
4007                  * one in current iteration.
4008                  */
4009                 if (!env->dst_grpmask || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
4010                         return 0;
4011
4012                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
4013                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
4014                         if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
4015                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
4016                                 env->new_dst_cpu = cpu;
4017                                 break;
4018                         }
4019                 }
4020
4021                 return 0;
4022         }
4023
4024         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
4025         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
4026
4027         if (task_running(env->src_rq, p)) {
4028                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
4029                 return 0;
4030         }
4031
4032         /*
4033          * Aggressive migration if:
4034          * 1) task is cache cold, or
4035          * 2) too many balance attempts have failed.
4036          */
4037
4038         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq_clock_task(env->src_rq), env->sd);
4039         if (!tsk_cache_hot ||
4040                 env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
4041
4042                 if (tsk_cache_hot) {
4043                         schedstat_inc(env->sd, lb_hot_gained[env->idle]);
4044                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
4045                 }
4046
4047                 return 1;
4048         }
4049
4050         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
4051         return 0;
4052 }
4053
4054 /*
4055  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
4056  * part of active balancing operations within "domain".
4057  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
4058  *
4059  * Called with both runqueues locked.
4060  */
4061 static int move_one_task(struct lb_env *env)
4062 {
4063         struct task_struct *p, *n;
4064
4065         list_for_each_entry_safe(p, n, &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
4066                 if (!can_migrate_task(p, env))
4067                         continue;
4068
4069                 move_task(p, env);
4070                 /*
4071                  * Right now, this is only the second place move_task()
4072                  * is called, so we can safely collect move_task()
4073                  * stats here rather than inside move_task().
4074                  */
4075                 schedstat_inc(env->sd, lb_gained[env->idle]);
4076                 return 1;
4077         }
4078         return 0;
4079 }
4080
4081 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
4082
4083 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
4084
4085 /*
4086  * move_tasks tries to move up to imbalance weighted load from busiest to
4087  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
4088  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
4089  *
4090  * Called with both runqueues locked.
4091  */
4092 static int move_tasks(struct lb_env *env)
4093 {
4094         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
4095         struct task_struct *p;
4096         unsigned long load;
4097         int pulled = 0;
4098
4099         if (env->imbalance <= 0)
4100                 return 0;
4101
4102         while (!list_empty(tasks)) {
4103                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
4104
4105                 env->loop++;
4106                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
4107                 if (env->loop > env->loop_max)
4108                         break;
4109
4110                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
4111                 if (env->loop > env->loop_break) {
4112                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
4113                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
4114                         break;
4115                 }
4116
4117                 if (!can_migrate_task(p, env))
4118                         goto next;
4119
4120                 load = task_h_load(p);
4121
4122                 if (sched_feat(LB_MIN) && load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
4123                         goto next;
4124
4125                 if ((load / 2) > env->imbalance)
4126                         goto next;
4127
4128                 move_task(p, env);
4129                 pulled++;
4130                 env->imbalance -= load;
4131
4132 #ifdef CONFIG_PREEMPT
4133                 /*
4134                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
4135                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
4136                  * the critical section.
4137                  */
4138                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
4139                         break;
4140 #endif
4141
4142                 /*
4143                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
4144                  * weighted load.
4145                  */
4146                 if (env->imbalance <= 0)
4147                         break;
4148
4149                 continue;
4150 next:
4151                 list_move_tail(&p->se.group_node, tasks);
4152         }
4153
4154         /*
4155          * Right now, this is one of only two places move_task() is called,
4156          * so we can safely collect move_task() stats here rather than
4157          * inside move_task().
4158          */
4159         schedstat_add(env->sd, lb_gained[env->idle], pulled);
4160
4161         return pulled;
4162 }
4163
4164 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4165 /*
4166  * update tg->load_weight by folding this cpu's load_avg
4167  */
4168 static void __update_blocked_averages_cpu(struct task_group *tg, int cpu)
4169 {
4170         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
4171         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
4172
4173         /* throttled entities do not contribute to load */
4174         if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
4175                 return;
4176
4177         update_cfs_rq_blocked_load(cfs_rq, 1);
4178
4179         if (se) {
4180                 update_entity_load_avg(se, 1);
4181                 /*
4182                  * We pivot on our runnable average having decayed to zero for
4183                  * list removal.  This generally implies that all our children
4184                  * have also been removed (modulo rounding error or bandwidth
4185                  * control); however, such cases are rare and we can fix these
4186                  * at enqueue.
4187                  *
4188                  * TODO: fix up out-of-order children on enqueue.
4189                  */
4190                 if (!se->avg.runnable_avg_sum && !cfs_rq->nr_running)
4191                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4192         } else {
4193                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4194                 update_rq_runnable_avg(rq, rq->nr_running);
4195         }
4196 }
4197
4198 static void update_blocked_averages(int cpu)
4199 {
4200         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4201         struct cfs_rq *cfs_rq;
4202         unsigned long flags;
4203
4204         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
4205         update_rq_clock(rq);
4206         /*
4207          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
4208          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
4209          */
4210         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
4211                 /*
4212                  * Note: We may want to consider periodically releasing
4213                  * rq->lock about these updates so that creating many task
4214                  * groups does not result in continually extending hold time.
4215                  */
4216                 __update_blocked_averages_cpu(cfs_rq->tg, rq->cpu);
4217         }
4218
4219         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
4220 }
4221
4222 /*
4223  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
4224  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
4225  * group is a fraction of its parents load.
4226  */
4227 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
4228 {
4229         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4230         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
4231         unsigned long now = jiffies;
4232         unsigned long load;
4233
4234         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
4235                 return;
4236
4237         cfs_rq->h_load_next = NULL;
4238         for_each_sched_entity(se) {
4239                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4240                 cfs_rq->h_load_next = se;
4241                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
4242                         break;
4243         }
4244
4245         if (!se) {
4246                 cfs_rq->h_load = cfs_rq->runnable_load_avg;
4247                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
4248         }
4249
4250         while ((se = cfs_rq->h_load_next) != NULL) {
4251                 load = cfs_rq->h_load;
4252                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg_contrib,
4253                                 cfs_rq->runnable_load_avg + 1);
4254                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
4255                 cfs_rq->h_load = load;
4256                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
4257         }
4258 }
4259
4260 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
4261 {
4262         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
4263
4264         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
4265         return div64_ul(p->se.avg.load_avg_contrib * cfs_rq->h_load,
4266                         cfs_rq->runnable_load_avg + 1);
4267 }
4268 #else
4269 static inline void update_blocked_averages(int cpu)
4270 {
4271 }
4272
4273 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
4274 {
4275         return p->se.avg.load_avg_contrib;
4276 }
4277 #endif
4278
4279 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
4280 /*
4281  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
4282  */
4283 struct sg_lb_stats {
4284         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
4285         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
4286         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
4287         unsigned long load_per_task;
4288         unsigned long group_power;
4289         unsigned int sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
4290         unsigned int group_capacity;
4291         unsigned int idle_cpus;
4292         unsigned int group_weight;
4293         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
4294         int group_has_capacity; /* Is there extra capacity in the group? */
4295 };
4296
4297 /*
4298  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
4299  *               during load balancing.
4300  */
4301 struct sd_lb_stats {
4302         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
4303         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
4304         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
4305         unsigned long total_pwr;        /* Total power of all groups in sd */
4306         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
4307
4308         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
4309         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
4310 };
4311
4312 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
4313 {
4314         /*
4315          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
4316          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
4317          * We must however clear busiest_stat::avg_load because
4318          * update_sd_pick_busiest() reads this before assignment.
4319          */
4320         *sds = (struct sd_lb_stats){
4321                 .busiest = NULL,
4322                 .local = NULL,
4323                 .total_load = 0UL,
4324                 .total_pwr = 0UL,
4325                 .busiest_stat = {
4326                         .avg_load = 0UL,
4327                 },
4328         };
4329 }
4330
4331 /**
4332  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
4333  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
4334  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
4335  *
4336  * Return: The load index.
4337  */
4338 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
4339                                         enum cpu_idle_type idle)
4340 {
4341         int load_idx;
4342
4343         switch (idle) {
4344         case CPU_NOT_IDLE:
4345                 load_idx = sd->busy_idx;
4346                 break;
4347
4348         case CPU_NEWLY_IDLE:
4349                 load_idx = sd->newidle_idx;
4350                 break;
4351         default:
4352                 load_idx = sd->idle_idx;
4353                 break;
4354         }
4355
4356         return load_idx;
4357 }
4358
4359 static unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4360 {
4361         return SCHED_POWER_SCALE;
4362 }
4363
4364 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4365 {
4366         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
4367 }
4368
4369 static unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4370 {
4371         unsigned long weight = sd->span_weight;
4372         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
4373
4374         smt_gain /= weight;
4375
4376         return smt_gain;
4377 }
4378
4379 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4380 {
4381         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
4382 }
4383
4384 static unsigned long scale_rt_power(int cpu)
4385 {
4386         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4387         u64 total, available, age_stamp, avg;
4388
4389         /*
4390          * Since we're reading these variables without serialization make sure
4391          * we read them once before doing sanity checks on them.
4392          */
4393         age_stamp = ACCESS_ONCE(rq->age_stamp);
4394         avg = ACCESS_ONCE(rq->rt_avg);
4395
4396         total = sched_avg_period() + (rq_clock(rq) - age_stamp);
4397
4398         if (unlikely(total < avg)) {
4399                 /* Ensures that power won't end up being negative */
4400                 available = 0;
4401         } else {
4402                 available = total - avg;
4403         }
4404
4405         if (unlikely((s64)total < SCHED_POWER_SCALE))
4406                 total = SCHED_POWER_SCALE;
4407
4408         total >>= SCHED_POWER_SHIFT;
4409
4410         return div_u64(available, total);
4411 }
4412
4413 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4414 {
4415         unsigned long weight = sd->span_weight;
4416         unsigned long power = SCHED_POWER_SCALE;
4417         struct sched_group *sdg = sd->groups;
4418
4419         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
4420                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
4421                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
4422                 else
4423                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
4424
4425                 power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
4426         }
4427
4428         sdg->sgp->power_orig = power;
4429
4430         if (sched_feat(ARCH_POWER))
4431                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
4432         else
4433                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
4434
4435         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
4436
4437         power *= scale_rt_power(cpu);
4438         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
4439
4440         if (!power)
4441                 power = 1;
4442
4443         cpu_rq(cpu)->cpu_power = power;
4444         sdg->sgp->power = power;
4445 }
4446
4447 void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
4448 {
4449         struct sched_domain *child = sd->child;
4450         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
4451         unsigned long power, power_orig;
4452         unsigned long interval;
4453
4454         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
4455         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
4456         sdg->sgp->next_update = jiffies + interval;
4457
4458         if (!child) {
4459                 update_cpu_power(sd, cpu);
4460                 return;
4461         }
4462
4463         power_orig = power = 0;
4464
4465         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
4466                 /*
4467                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
4468                  * span the current group.
4469                  */
4470
4471                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sdg)) {
4472                         struct sched_group *sg = cpu_rq(cpu)->sd->groups;
4473
4474                         power_orig += sg->sgp->power_orig;
4475                         power += sg->sgp->power;
4476                 }
4477         } else  {
4478                 /*
4479                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
4480                  * span the current group.
4481                  */ 
4482
4483                 group = child->groups;
4484                 do {
4485                         power_orig += group->sgp->power_orig;
4486                         power += group->sgp->power;
4487                         group = group->next;
4488                 } while (group != child->groups);
4489         }
4490
4491         sdg->sgp->power_orig = power_orig;
4492         sdg->sgp->power = power;
4493 }
4494
4495 /*
4496  * Try and fix up capacity for tiny siblings, this is needed when
4497  * things like SD_ASYM_PACKING need f_b_g to select another sibling
4498  * which on its own isn't powerful enough.
4499  *
4500  * See update_sd_pick_busiest() and check_asym_packing().
4501  */
4502 static inline int
4503 fix_small_capacity(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group)
4504 {
4505         /*
4506          * Only siblings can have significantly less than SCHED_POWER_SCALE
4507          */
4508         if (!(sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER))
4509                 return 0;
4510
4511         /*
4512          * If ~90% of the cpu_power is still there, we're good.
4513          */
4514         if (group->sgp->power * 32 > group->sgp->power_orig * 29)
4515                 return 1;
4516
4517         return 0;
4518 }
4519
4520 /*
4521  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
4522  * groups is inadequate due to tsk_cpus_allowed() constraints.
4523  *
4524  * Imagine a situation of two groups of 4 cpus each and 4 tasks each with a
4525  * cpumask covering 1 cpu of the first group and 3 cpus of the second group.
4526  * Something like:
4527  *
4528  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
4529  *              *     * * *
4530  *
4531  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
4532  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
4533  * cpu 3 and leave one of the cpus in the second group unused.
4534  *
4535  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
4536  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
4537  * moving tasks due to affinity constraints.
4538  *
4539  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
4540  * update_sd_pick_busiest(). And calculcate_imbalance() and
4541  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
4542  * to create an effective group imbalance.
4543  *
4544  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
4545  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
4546  * subtle and fragile situation.
4547  */
4548
4549 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
4550 {
4551         return group->sgp->imbalance;
4552 }
4553
4554 /*
4555  * Compute the group capacity.
4556  *
4557  * Avoid the issue where N*frac(smt_power) >= 1 creates 'phantom' cores by
4558  * first dividing out the smt factor and computing the actual number of cores
4559  * and limit power unit capacity with that.
4560  */
4561 static inline int sg_capacity(struct lb_env *env, struct sched_group *group)
4562 {
4563         unsigned int capacity, smt, cpus;
4564         unsigned int power, power_orig;
4565
4566         power = group->sgp->power;
4567         power_orig = group->sgp->power_orig;
4568         cpus = group->group_weight;
4569
4570         /* smt := ceil(cpus / power), assumes: 1 < smt_power < 2 */
4571         smt = DIV_ROUND_UP(SCHED_POWER_SCALE * cpus, power_orig);
4572         capacity = cpus / smt; /* cores */
4573
4574         capacity = min_t(unsigned, capacity, DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_POWER_SCALE));
4575         if (!capacity)
4576                 capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
4577
4578         return capacity;
4579 }
4580
4581 /**
4582  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
4583  * @env: The load balancing environment.
4584  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
4585  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
4586  * @local_group: Does group contain this_cpu.
4587  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
4588  */
4589 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
4590                         struct sched_group *group, int load_idx,
4591                         int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
4592 {
4593         unsigned long nr_running;
4594         unsigned long load;
4595         int i;
4596
4597         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
4598
4599         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
4600                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
4601
4602                 nr_running = rq->nr_running;
4603
4604                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
4605                 if (local_group)
4606                         load = target_load(i, load_idx);
4607                 else
4608                         load = source_load(i, load_idx);
4609
4610                 sgs->group_load += load;
4611                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
4612                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
4613                 if (idle_cpu(i))
4614                         sgs->idle_cpus++;
4615         }
4616
4617         /* Adjust by relative CPU power of the group */
4618         sgs->group_power = group->sgp->power;
4619         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_POWER_SCALE) / sgs->group_power;
4620
4621         if (sgs->sum_nr_running)
4622                 sgs->load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
4623
4624         sgs->group_weight = group->group_weight;
4625
4626         sgs->group_imb = sg_imbalanced(group);
4627         sgs->group_capacity = sg_capacity(env, group);
4628
4629         if (sgs->group_capacity > sgs->sum_nr_running)
4630                 sgs->group_has_capacity = 1;
4631 }
4632
4633 /**
4634  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
4635  * @env: The load balancing environment.
4636  * @sds: sched_domain statistics
4637  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
4638  * @sgs: sched_group statistics
4639  *
4640  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
4641  * busiest group.
4642  *
4643  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
4644  * busiest group. %false otherwise.
4645  */
4646 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
4647                                    struct sd_lb_stats *sds,
4648                                    struct sched_group *sg,
4649                                    struct sg_lb_stats *sgs)
4650 {
4651         if (sgs->avg_load <= sds->busiest_stat.avg_load)
4652                 return false;
4653
4654         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity)
4655                 return true;
4656
4657         if (sgs->group_imb)
4658                 return true;
4659
4660         /*
4661          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
4662          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
4663          * higher than ourself as busy.
4664          */
4665         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && sgs->sum_nr_running &&
4666             env->dst_cpu < group_first_cpu(sg)) {
4667                 if (!sds->busiest)
4668                         return true;
4669
4670                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
4671                         return true;
4672         }
4673
4674         return false;
4675 }
4676
4677 /**
4678  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
4679  * @env: The load balancing environment.
4680  * @balance: Should we balance.
4681  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
4682  */
4683 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env,
4684                                         struct sd_lb_stats *sds)
4685 {
4686         struct sched_domain *child = env->sd->child;
4687         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
4688         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
4689         int load_idx, prefer_sibling = 0;
4690
4691         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
4692                 prefer_sibling = 1;
4693
4694         load_idx = get_sd_load_idx(env->sd, env->idle);
4695
4696         do {
4697                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
4698                 int local_group;
4699
4700                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_cpus(sg));
4701                 if (local_group) {
4702                         sds->local = sg;
4703                         sgs = &sds->local_stat;
4704
4705                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
4706                             time_after_eq(jiffies, sg->sgp->next_update))
4707                                 update_group_power(env->sd, env->dst_cpu);
4708                 }
4709
4710                 update_sg_lb_stats(env, sg, load_idx, local_group, sgs);
4711
4712                 if (local_group)
4713                         goto next_group;
4714
4715                 /*
4716                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
4717                  * first, lower the sg capacity to one so that we'll try
4718                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
4719                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
4720                  * these excess tasks, i.e. nr_running < group_capacity. The
4721                  * extra check prevents the case where you always pull from the
4722                  * heaviest group when it is already under-utilized (possible
4723                  * with a large weight task outweighs the tasks on the system).
4724                  */
4725                 if (prefer_sibling && sds->local &&
4726                     sds->local_stat.group_has_capacity)
4727                         sgs->group_capacity = min(sgs->group_capacity, 1U);
4728
4729                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
4730                         sds->busiest = sg;
4731                         sds->busiest_stat = *sgs;
4732                 }
4733
4734 next_group:
4735                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
4736                 sds->total_load += sgs->group_load;
4737                 sds->total_pwr += sgs->group_power;
4738
4739                 sg = sg->next;
4740         } while (sg != env->sd->groups);
4741 }
4742
4743 /**
4744  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
4745  *                      sched doman.
4746  *
4747  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
4748  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
4749  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
4750  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
4751  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
4752  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
4753  *
4754  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
4755  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
4756  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
4757  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
4758  * number.
4759  *
4760  * Return: 1 when packing is required and a task should be moved to
4761  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
4762  *
4763  * @env: The load balancing environment.
4764  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
4765  */
4766 static int check_asym_packing(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
4767 {
4768         int busiest_cpu;
4769
4770         if (!(env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
4771                 return 0;
4772
4773         if (!sds->busiest)
4774                 return 0;
4775
4776         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
4777         if (env->dst_cpu > busiest_cpu)
4778                 return 0;
4779
4780         env->imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(
4781                 sds->busiest_stat.avg_load * sds->busiest_stat.group_power,
4782                 SCHED_POWER_SCALE);
4783
4784         return 1;
4785 }
4786
4787 /**
4788  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
4789  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
4790  *                      load balancing.
4791  * @env: The load balancing environment.
4792  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
4793  */
4794 static inline
4795 void fix_small_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
4796 {
4797         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
4798         unsigned int imbn = 2;
4799         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
4800         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
4801
4802         local = &sds->local_stat;
4803         busiest = &sds->busiest_stat;
4804
4805         if (!local->sum_nr_running)
4806                 local->load_per_task = cpu_avg_load_per_task(env->dst_cpu);
4807         else if (busiest->load_per_task > local->load_per_task)
4808                 imbn = 1;
4809
4810         scaled_busy_load_per_task =
4811                 (busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
4812                 busiest->group_power;
4813
4814         if (busiest->avg_load + scaled_busy_load_per_task >=
4815             local->avg_load + (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
4816                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
4817                 return;
4818         }
4819
4820         /*
4821          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
4822          * however we may be able to increase total CPU power used by
4823          * moving them.
4824          */
4825
4826         pwr_now += busiest->group_power *
4827                         min(busiest->load_per_task, busiest->avg_load);
4828         pwr_now += local->group_power *
4829                         min(local->load_per_task, local->avg_load);
4830         pwr_now /= SCHED_POWER_SCALE;
4831
4832         /* Amount of load we'd subtract */
4833         tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
4834                 busiest->group_power;
4835         if (busiest->avg_load > tmp) {
4836                 pwr_move += busiest->group_power *
4837                             min(busiest->load_per_task,
4838                                 busiest->avg_load - tmp);
4839         }
4840
4841         /* Amount of load we'd add */
4842         if (busiest->avg_load * busiest->group_power <
4843             busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) {
4844                 tmp = (busiest->avg_load * busiest->group_power) /
4845                       local->group_power;
4846         } else {
4847                 tmp = (busiest->load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
4848                       local->group_power;
4849         }
4850         pwr_move += local->group_power *
4851                     min(local->load_per_task, local->avg_load + tmp);
4852         pwr_move /= SCHED_POWER_SCALE;
4853
4854         /* Move if we gain throughput */
4855         if (pwr_move > pwr_now)
4856                 env->imbalance = busiest->load_per_task;
4857 }
4858
4859 /**
4860  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
4861  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
4862  * @env: load balance environment
4863  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
4864  */
4865 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
4866 {
4867         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
4868         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
4869
4870         local = &sds->local_stat;
4871         busiest = &sds->busiest_stat;
4872
4873         if (busiest->group_imb) {
4874                 /*
4875                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
4876                  * to ensure cpu-load equilibrium, look at wider averages. XXX
4877                  */
4878                 busiest->load_per_task =
4879                         min(busiest->load_per_task, sds->avg_load);
4880         }
4881
4882         /*
4883          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
4884          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
4885          * its cpu_power, while calculating max_load..)
4886          */
4887         if (busiest->avg_load <= sds->avg_load ||
4888             local->avg_load >= sds->avg_load) {
4889                 env->imbalance = 0;
4890                 return fix_small_imbalance(env, sds);
4891         }
4892
4893         if (!busiest->group_imb) {
4894                 /*
4895                  * Don't want to pull so many tasks that a group would go idle.
4896                  * Except of course for the group_imb case, since then we might
4897                  * have to drop below capacity to reach cpu-load equilibrium.
4898                  */
4899                 load_above_capacity =
4900                         (busiest->sum_nr_running - busiest->group_capacity);
4901
4902                 load_above_capacity *= (SCHED_LOAD_SCALE * SCHED_POWER_SCALE);
4903                 load_above_capacity /= busiest->group_power;
4904         }
4905
4906         /*
4907          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
4908          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
4909          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
4910          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
4911          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
4912          * for the minimum possible imbalance.
4913          */
4914         max_pull = min(busiest->avg_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
4915
4916         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
4917         env->imbalance = min(
4918                 max_pull * busiest->group_power,
4919                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_power
4920         ) / SCHED_POWER_SCALE;
4921
4922         /*
4923          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
4924          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
4925          * a think about bumping its value to force at least one task to be
4926          * moved
4927          */
4928         if (env->imbalance < busiest->load_per_task)
4929                 return fix_small_imbalance(env, sds);
4930 }
4931
4932 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
4933
4934 /**
4935  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
4936  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
4937  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
4938  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
4939  * such a group exists.
4940  *
4941  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
4942  * to restore balance.
4943  *
4944  * @env: The load balancing environment.
4945  *
4946  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
4947  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
4948  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
4949  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
4950  */
4951 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
4952 {
4953         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
4954         struct sd_lb_stats sds;
4955
4956         init_sd_lb_stats(&sds);
4957
4958         /*
4959          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
4960          * this level.
4961          */
4962         update_sd_lb_stats(env, &sds);
4963         local = &sds.local_stat;
4964         busiest = &sds.busiest_stat;
4965
4966         if ((env->idle == CPU_IDLE || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
4967             check_asym_packing(env, &sds))
4968                 return sds.busiest;
4969
4970         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
4971         if (!sds.busiest || busiest->sum_nr_running == 0)
4972                 goto out_balanced;
4973
4974         sds.avg_load = (SCHED_POWER_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
4975
4976         /*
4977          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
4978          * work because they assume all things are equal, which typically
4979          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
4980          */
4981         if (busiest->group_imb)
4982                 goto force_balance;
4983
4984         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
4985         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && local->group_has_capacity &&
4986             !busiest->group_has_capacity)
4987                 goto force_balance;
4988
4989         /*
4990          * If the local group is more busy than the selected busiest group
4991          * don't try and pull any tasks.
4992          */
4993         if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
4994                 goto out_balanced;
4995
4996         /*
4997          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
4998          * average load.
4999          */
5000         if (local->avg_load >= sds.avg_load)
5001                 goto out_balanced;
5002
5003         if (env->idle == CPU_IDLE) {
5004                 /*
5005                  * This cpu is idle. If the busiest group load doesn't
5006                  * have more tasks than the number of available cpu's and
5007                  * there is no imbalance between this and busiest group
5008                  * wrt to idle cpu's, it is balanced.
5009                  */
5010                 if ((local->idle_cpus < busiest->idle_cpus) &&
5011                     busiest->sum_nr_running <= busiest->group_weight)
5012                         goto out_balanced;
5013         } else {
5014                 /*
5015                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
5016                  * imbalance_pct to be conservative.
5017                  */
5018                 if (100 * busiest->avg_load <=
5019                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
5020                         goto out_balanced;
5021         }
5022
5023 force_balance:
5024         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
5025         calculate_imbalance(env, &sds);
5026         return sds.busiest;
5027
5028 out_balanced:
5029         env->imbalance = 0;
5030         return NULL;
5031 }
5032
5033 /*
5034  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
5035  */
5036 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
5037                                      struct sched_group *group)
5038 {
5039         struct rq *busiest = NULL, *rq;
5040         unsigned long busiest_load = 0, busiest_power = 1;
5041         int i;
5042
5043         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), env->cpus) {
5044                 unsigned long power = power_of(i);
5045                 unsigned long capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power,
5046                                                            SCHED_POWER_SCALE);
5047                 unsigned long wl;
5048
5049                 if (!capacity)
5050                         capacity = fix_small_capacity(env->sd, group);
5051
5052                 rq = cpu_rq(i);
5053                 wl = weighted_cpuload(i);
5054
5055                 /*
5056                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
5057                  * which is not scaled with the cpu power.
5058                  */
5059                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > env->imbalance)
5060                         continue;
5061
5062                 /*
5063                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
5064                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu power, so that
5065                  * the load can be moved away from the cpu that is potentially
5066                  * running at a lower capacity.
5067                  *
5068                  * Thus we're looking for max(wl_i / power_i), crosswise
5069                  * multiplication to rid ourselves of the division works out
5070                  * to: wl_i * power_j > wl_j * power_i;  where j is our
5071                  * previous maximum.
5072                  */
5073                 if (wl * busiest_power > busiest_load * power) {
5074                         busiest_load = wl;
5075                         busiest_power = power;
5076                         busiest = rq;
5077                 }
5078         }
5079
5080         return busiest;
5081 }
5082
5083 /*
5084  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
5085  * so long as it is large enough.
5086  */
5087 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
5088
5089 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
5090 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
5091
5092 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
5093 {
5094         struct sched_domain *sd = env->sd;
5095
5096         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
5097
5098                 /*
5099                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
5100                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
5101                  * lowest numbered CPUs.
5102                  */
5103                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && env->src_cpu > env->dst_cpu)
5104                         return 1;
5105         }
5106
5107         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
5108 }
5109
5110 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
5111
5112 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
5113 {
5114         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
5115         struct cpumask *sg_cpus, *sg_mask;
5116         int cpu, balance_cpu = -1;
5117
5118         /*
5119          * In the newly idle case, we will allow all the cpu's
5120          * to do the newly idle load balance.
5121          */
5122         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
5123                 return 1;
5124
5125         sg_cpus = sched_group_cpus(sg);
5126         sg_mask = sched_group_mask(sg);
5127         /* Try to find first idle cpu */
5128         for_each_cpu_and(cpu, sg_cpus, env->cpus) {
5129                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, sg_mask) || !idle_cpu(cpu))
5130                         continue;
5131
5132                 balance_cpu = cpu;
5133                 break;
5134         }
5135
5136         if (balance_cpu == -1)
5137                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
5138
5139         /*
5140          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
5141          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
5142          */
5143         return balance_cpu == env->dst_cpu;
5144 }
5145
5146 /*
5147  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
5148  * tasks if there is an imbalance.
5149  */
5150 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
5151                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
5152                         int *continue_balancing)
5153 {
5154         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
5155         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
5156         struct sched_group *group;
5157         struct rq *busiest;
5158         unsigned long flags;
5159         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_mask);
5160
5161         struct lb_env env = {
5162                 .sd             = sd,
5163                 .dst_cpu        = this_cpu,
5164                 .dst_rq         = this_rq,
5165                 .dst_grpmask    = sched_group_cpus(sd->groups),
5166                 .idle           = idle,
5167                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
5168                 .cpus           = cpus,
5169         };
5170
5171         /*
5172          * For NEWLY_IDLE load_balancing, we don't need to consider
5173          * other cpus in our group
5174          */
5175         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
5176                 env.dst_grpmask = NULL;
5177
5178         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
5179
5180         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
5181
5182 redo:
5183         if (!should_we_balance(&env)) {
5184                 *continue_balancing = 0;
5185                 goto out_balanced;
5186         }
5187
5188         group = find_busiest_group(&env);
5189         if (!group) {
5190                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
5191                 goto out_balanced;
5192         }
5193
5194         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
5195         if (!busiest) {
5196                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
5197                 goto out_balanced;
5198         }
5199
5200         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
5201
5202         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], env.imbalance);
5203
5204         ld_moved = 0;
5205         if (busiest->nr_running > 1) {
5206                 /*
5207                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
5208                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
5209                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
5210                  * correctly treated as an imbalance.
5211                  */
5212                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
5213                 env.src_cpu   = busiest->cpu;
5214                 env.src_rq    = busiest;
5215                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
5216
5217 more_balance:
5218                 local_irq_save(flags);
5219                 double_rq_lock(env.dst_rq, busiest);
5220
5221                 /*
5222                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
5223                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
5224                  */
5225                 cur_ld_moved = move_tasks(&env);
5226                 ld_moved += cur_ld_moved;
5227                 double_rq_unlock(env.dst_rq, busiest);
5228                 local_irq_restore(flags);
5229
5230                 /*
5231                  * some other cpu did the load balance for us.
5232                  */
5233                 if (cur_ld_moved && env.dst_cpu != smp_processor_id())
5234                         resched_cpu(env.dst_cpu);
5235
5236                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
5237                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
5238                         goto more_balance;
5239                 }
5240
5241                 /*
5242                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
5243                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
5244                  * where they can run. The upper limit on how many times we
5245                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of cpus in our
5246                  * sched_group.
5247                  *
5248                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
5249                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
5250                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
5251                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
5252                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
5253                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
5254                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
5255                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
5256                  * This however should not happen so much in practice and
5257                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
5258                  * excess load moved.
5259                  */
5260                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
5261
5262                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's cpus */
5263                         cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
5264
5265                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
5266                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
5267                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
5268                         env.loop         = 0;
5269                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
5270
5271                         /*
5272                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
5273                          * need to continue with same src_cpu.
5274                          */
5275                         goto more_balance;
5276                 }
5277
5278                 /*
5279                  * We failed to reach balance because of affinity.
5280                  */
5281                 if (sd_parent) {
5282                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgp->imbalance;
5283
5284                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0) {
5285                                 *group_imbalance = 1;
5286                         } else if (*group_imbalance)
5287                                 *group_imbalance = 0;
5288                 }
5289
5290                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
5291                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
5292                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
5293                         if (!cpumask_empty(cpus)) {
5294                                 env.loop = 0;
5295                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
5296                                 goto redo;
5297                         }
5298                         goto out_balanced;
5299                 }
5300         }
5301
5302         if (!ld_moved) {
5303                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
5304                 /*
5305                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
5306                  * We do not want newidle balance, which can be very
5307                  * frequent, pollute the failure counter causing
5308                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
5309                  */
5310                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
5311                         sd->nr_balance_failed++;
5312
5313                 if (need_active_balance(&env)) {
5314                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
5315
5316                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
5317                          * if the curr task on busiest cpu can't be
5318                          * moved to this_cpu
5319                          */
5320                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
5321                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
5322                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
5323                                                             flags);
5324                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
5325                                 goto out_one_pinned;
5326                         }
5327
5328                         /*
5329                          * ->active_balance synchronizes accesses to
5330                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
5331                          * only after active load balance is finished.
5332                          */
5333                         if (!busiest->active_balance) {
5334                                 busiest->active_balance = 1;
5335                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
5336                                 active_balance = 1;
5337                         }
5338                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
5339
5340                         if (active_balance) {
5341                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
5342                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
5343                                         &busiest->active_balance_work);
5344                         }
5345
5346                         /*
5347                          * We've kicked active balancing, reset the failure
5348                          * counter.
5349                          */
5350                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
5351                 }
5352         } else
5353                 sd->nr_balance_failed = 0;
5354
5355         if (likely(!active_balance)) {
5356                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
5357                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
5358         } else {
5359                 /*
5360                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
5361                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
5362                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
5363                  * move_tasks).
5364                  */
5365                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
5366                         sd->balance_interval *= 2;
5367         }
5368
5369         goto out;
5370
5371 out_balanced:
5372         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
5373
5374         sd->nr_balance_failed = 0;
5375
5376 out_one_pinned:
5377         /* tune up the balancing interval */
5378         if (((env.flags & LBF_ALL_PINNED) &&
5379                         sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
5380                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
5381                 sd->balance_interval *= 2;
5382
5383         ld_moved = 0;
5384 out:
5385         return ld_moved;
5386 }
5387
5388 /*
5389  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
5390  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
5391  */
5392 void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
5393 {
5394         struct sched_domain *sd;
5395         int pulled_task = 0;
5396         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
5397         u64 curr_cost = 0;
5398
5399         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
5400
5401         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
5402                 return;
5403
5404         /*
5405          * Drop the rq->lock, but keep IRQ/preempt disabled.
5406          */
5407         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
5408
5409         update_blocked_averages(this_cpu);
5410         rcu_read_lock();
5411         for_each_domain(this_cpu, sd) {
5412                 unsigned long interval;
5413                 int continue_balancing = 1;
5414                 u64 t0, domain_cost;
5415
5416                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
5417                         continue;
5418
5419                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost)
5420                         break;
5421
5422                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
5423                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
5424
5425                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
5426                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
5427                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
5428                                                    &continue_balancing);
5429
5430                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
5431                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
5432                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
5433
5434                         curr_cost += domain_cost;
5435                 }
5436
5437                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
5438                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
5439                         next_balance = sd->last_balance + interval;
5440                 if (pulled_task) {
5441                         this_rq->idle_stamp = 0;
5442                         break;
5443                 }
5444         }
5445         rcu_read_unlock();
5446
5447         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
5448
5449         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
5450                 /*
5451                  * We are going idle. next_balance may be set based on
5452                  * a busy processor. So reset next_balance.
5453                  */
5454                 this_rq->next_balance = next_balance;
5455         }
5456
5457         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
5458                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
5459 }
5460
5461 /*
5462  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
5463  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
5464  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
5465  * avoids physical / logical imbalances.
5466  */
5467 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
5468 {
5469         struct rq *busiest_rq = data;
5470         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
5471         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
5472         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
5473         struct sched_domain *sd;
5474
5475         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
5476
5477         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
5478         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
5479                      !busiest_rq->active_balance))
5480                 goto out_unlock;
5481
5482         /* Is there any task to move? */
5483         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
5484                 goto out_unlock;
5485
5486         /*
5487          * This condition is "impossible", if it occurs
5488          * we need to fix it. Originally reported by
5489          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
5490          */
5491         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
5492
5493         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
5494         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
5495
5496         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
5497         rcu_read_lock();
5498         for_each_domain(target_cpu, sd) {
5499                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
5500                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
5501                                 break;
5502         }
5503
5504         if (likely(sd)) {
5505                 struct lb_env env = {
5506                         .sd             = sd,
5507                         .dst_cpu        = target_cpu,
5508                         .dst_rq         = target_rq,
5509                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
5510                         .src_rq         = busiest_rq,
5511                         .idle           = CPU_IDLE,
5512                 };
5513
5514                 schedstat_inc(sd, alb_count);
5515
5516                 if (move_one_task(&env))
5517                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
5518                 else
5519                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
5520         }
5521         rcu_read_unlock();
5522         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
5523 out_unlock:
5524         busiest_rq->active_balance = 0;
5525         raw_spin_unlock_irq(&busiest_rq->lock);
5526         return 0;
5527 }
5528
5529 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5530 /*
5531  * idle load balancing details
5532  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
5533  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
5534  *   load balancing for all the idle CPUs.
5535  */
5536 static struct {
5537         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
5538         atomic_t nr_cpus;
5539         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
5540 } nohz ____cacheline_aligned;
5541
5542 static inline int find_new_ilb(int call_cpu)
5543 {
5544         int ilb = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
5545
5546         if (ilb < nr_cpu_ids && idle_cpu(ilb))
5547                 return ilb;
5548
5549         return nr_cpu_ids;
5550 }
5551
5552 /*
5553  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
5554  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
5555  * CPU (if there is one).
5556  */
5557 static void nohz_balancer_kick(int cpu)
5558 {
5559         int ilb_cpu;
5560
5561         nohz.next_balance++;
5562
5563         ilb_cpu = find_new_ilb(cpu);
5564
5565         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
5566                 return;
5567
5568         if (test_and_set_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(ilb_cpu)))
5569                 return;
5570         /*
5571          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
5572          * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
5573          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
5574          * will be run before returning from the IPI.
5575          */
5576         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
5577         return;
5578 }
5579
5580 static inline void nohz_balance_exit_idle(int cpu)
5581 {
5582         if (unlikely(test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))) {
5583                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
5584                 atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
5585                 clear_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
5586         }
5587 }
5588
5589 static inline void set_cpu_sd_state_busy(void)
5590 {
5591         struct sched_domain *sd;
5592
5593         rcu_read_lock();
5594         sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq()->sd);
5595
5596         if (!sd || !sd->nohz_idle)
5597                 goto unlock;
5598         sd->nohz_idle = 0;
5599
5600         for (; sd; sd = sd->parent)
5601                 atomic_inc(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
5602 unlock:
5603         rcu_read_unlock();
5604 }
5605
5606 void set_cpu_sd_state_idle(void)
5607 {
5608         struct sched_domain *sd;
5609
5610         rcu_read_lock();
5611         sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq()->sd);
5612
5613         if (!sd || sd->nohz_idle)
5614                 goto unlock;
5615         sd->nohz_idle = 1;
5616
5617         for (; sd; sd = sd->parent)
5618                 atomic_dec(&sd->groups->sgp->nr_busy_cpus);
5619 unlock:
5620         rcu_read_unlock();
5621 }
5622
5623 /*
5624  * This routine will record that the cpu is going idle with tick stopped.
5625  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
5626  */
5627 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
5628 {
5629         /*
5630          * If this cpu is going down, then nothing needs to be done.
5631          */
5632         if (!cpu_active(cpu))
5633                 return;
5634
5635         if (test_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu)))
5636                 return;
5637
5638         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
5639         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
5640         set_bit(NOHZ_TICK_STOPPED, nohz_flags(cpu));
5641 }
5642
5643 static int sched_ilb_notifier(struct notifier_block *nfb,
5644                                         unsigned long action, void *hcpu)
5645 {
5646         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5647         case CPU_DYING:
5648                 nohz_balance_exit_idle(smp_processor_id());
5649                 return NOTIFY_OK;
5650         default:
5651                 return NOTIFY_DONE;
5652         }
5653 }
5654 #endif
5655
5656 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
5657
5658 /*
5659  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
5660  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
5661  */
5662 void update_max_interval(void)
5663 {
5664         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
5665 }
5666
5667 /*
5668  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
5669  * and initiates a balancing operation if so.
5670  *
5671  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
5672  */
5673 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
5674 {
5675         int continue_balancing = 1;
5676         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5677         unsigned long interval;
5678         struct sched_domain *sd;
5679         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
5680         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
5681         int update_next_balance = 0;
5682         int need_serialize, need_decay = 0;
5683         u64 max_cost = 0;
5684
5685         update_blocked_averages(cpu);
5686
5687         rcu_read_lock();
5688         for_each_domain(cpu, sd) {
5689                 /*
5690                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
5691                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
5692                  */
5693                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
5694                         sd->max_newidle_lb_cost =
5695                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
5696                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
5697                         need_decay = 1;
5698                 }
5699                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
5700
5701                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
5702                         continue;
5703
5704                 /*
5705                  * Stop the load balance at this level. There is another
5706                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
5707                  * actively.
5708                  */
5709                 if (!continue_balancing) {
5710                         if (need_decay)
5711                                 continue;
5712                         break;
5713                 }
5714
5715                 interval = sd->balance_interval;
5716                 if (idle != CPU_IDLE)
5717                         interval *= sd->busy_factor;
5718
5719                 /* scale ms to jiffies */
5720                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
5721                 interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
5722
5723                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
5724
5725                 if (need_serialize) {
5726                         if (!spin_trylock(&balancing))
5727                                 goto out;
5728                 }
5729
5730                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
5731                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
5732                                 /*
5733                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
5734                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
5735                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
5736                                  */
5737                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
5738                         }
5739                         sd->last_balance = jiffies;
5740                 }
5741                 if (need_serialize)
5742                         spin_unlock(&balancing);
5743 out:
5744                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
5745                         next_balance = sd->last_balance + interval;
5746                         update_next_balance = 1;
5747                 }
5748         }
5749         if (need_decay) {
5750                 /*
5751                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
5752                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
5753                  */
5754                 rq->max_idle_balance_cost =
5755                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
5756         }
5757         rcu_read_unlock();
5758
5759         /*
5760          * next_balance will be updated only when there is a need.
5761          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
5762          * updated.
5763          */
5764         if (likely(update_next_balance))
5765                 rq->next_balance = next_balance;
5766 }
5767
5768 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5769 /*
5770  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
5771  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
5772  */
5773 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle)
5774 {
5775         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
5776         struct rq *rq;
5777         int balance_cpu;
5778
5779         if (idle != CPU_IDLE ||
5780             !test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu)))
5781                 goto end;
5782
5783         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
5784                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
5785                         continue;
5786
5787                 /*
5788                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
5789                  * work being done for other cpus. Next load
5790                  * balancing owner will pick it up.
5791                  */
5792                 if (need_resched())
5793                         break;
5794
5795                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
5796
5797                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
5798                 update_rq_clock(rq);
5799                 update_idle_cpu_load(rq);
5800                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
5801
5802                 rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
5803
5804                 if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
5805                         this_rq->next_balance = rq->next_balance;
5806         }
5807         nohz.next_balance = this_rq->next_balance;
5808 end:
5809         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(this_cpu));
5810 }
5811
5812 /*
5813  * Current heuristic for kicking the idle load balancer in the presence
5814  * of an idle cpu is the system.
5815  *   - This rq has more than one task.
5816  *   - At any scheduler domain level, this cpu's scheduler group has multiple
5817  *     busy cpu's exceeding the group's power.
5818  *   - For SD_ASYM_PACKING, if the lower numbered cpu's in the scheduler
5819  *     domain span are idle.
5820  */
5821 static inline int nohz_kick_needed(struct rq *rq, int cpu)
5822 {
5823         unsigned long now = jiffies;
5824         struct sched_domain *sd;
5825
5826         if (unlikely(idle_cpu(cpu)))
5827                 return 0;
5828
5829        /*
5830         * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
5831         * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
5832         */
5833         set_cpu_sd_state_busy();
5834         nohz_balance_exit_idle(cpu);
5835
5836         /*
5837          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
5838          * balancing.
5839          */
5840         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
5841                 return 0;
5842
5843         if (time_before(now, nohz.next_balance))
5844                 return 0;
5845
5846         if (rq->nr_running >= 2)
5847                 goto need_kick;
5848
5849         rcu_read_lock();
5850         for_each_domain(cpu, sd) {
5851                 struct sched_group *sg = sd->groups;
5852                 struct sched_group_power *sgp = sg->sgp;
5853                 int nr_busy = atomic_read(&sgp->nr_busy_cpus);
5854
5855                 if (sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES && nr_busy > 1)
5856                         goto need_kick_unlock;
5857
5858                 if (sd->flags & SD_ASYM_PACKING && nr_busy != sg->group_weight
5859                     && (cpumask_first_and(nohz.idle_cpus_mask,
5860                                           sched_domain_span(sd)) < cpu))
5861                         goto need_kick_unlock;
5862
5863                 if (!(sd->flags & (SD_SHARE_PKG_RESOURCES | SD_ASYM_PACKING)))
5864                         break;
5865         }
5866         rcu_read_unlock();
5867         return 0;
5868
5869 need_kick_unlock:
5870         rcu_read_unlock();
5871 need_kick:
5872         return 1;
5873 }
5874 #else
5875 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle) { }
5876 #endif
5877
5878 /*
5879  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
5880  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
5881  */
5882 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
5883 {
5884         int this_cpu = smp_processor_id();
5885         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
5886         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
5887                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
5888
5889         rebalance_domains(this_cpu, idle);
5890
5891         /*
5892          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
5893          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
5894          * stopped.
5895          */
5896         nohz_idle_balance(this_cpu, idle);
5897 }
5898
5899 static inline int on_null_domain(int cpu)
5900 {
5901         return !rcu_dereference_sched(cpu_rq(cpu)->sd);
5902 }
5903
5904 /*
5905  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
5906  */
5907 void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
5908 {
5909         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
5910         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
5911             likely(!on_null_domain(cpu)))
5912                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
5913 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5914         if (nohz_kick_needed(rq, cpu) && likely(!on_null_domain(cpu)))
5915                 nohz_balancer_kick(cpu);
5916 #endif
5917 }
5918
5919 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
5920 {
5921         update_sysctl();
5922 }
5923
5924 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
5925 {
5926         update_sysctl();
5927
5928         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
5929         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
5930 }
5931
5932 #endif /* CONFIG_SMP */
5933
5934 /*
5935  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
5936  */
5937 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
5938 {
5939         struct cfs_rq *cfs_rq;
5940         struct sched_entity *se = &curr->se;
5941
5942         for_each_sched_entity(se) {
5943                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5944                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
5945         }
5946
5947         if (numabalancing_enabled)
5948                 task_tick_numa(rq, curr);
5949
5950         update_rq_runnable_avg(rq, 1);
5951 }
5952
5953 /*
5954  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
5955  *  - child not yet on the tasklist
5956  *  - preemption disabled
5957  */
5958 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
5959 {
5960         struct cfs_rq *cfs_rq;
5961         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
5962         int this_cpu = smp_processor_id();
5963         struct rq *rq = this_rq();
5964         unsigned long flags;
5965
5966         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5967
5968         update_rq_clock(rq);
5969
5970         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
5971         curr = cfs_rq->curr;
5972
5973         /*
5974          * Not only the cpu but also the task_group of the parent might have
5975          * been changed after parent->se.parent,cfs_rq were copied to
5976          * child->se.parent,cfs_rq. So call __set_task_cpu() to make those
5977          * of child point to valid ones.
5978          */
5979         rcu_read_lock();
5980         __set_task_cpu(p, this_cpu);
5981         rcu_read_unlock();
5982
5983         update_curr(cfs_rq);
5984
5985         if (curr)
5986                 se->vruntime = curr->vruntime;
5987         place_entity(cfs_rq, se, 1);
5988
5989         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
5990                 /*
5991                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
5992                  * 'current' within the tree based on its new key value.
5993                  */
5994                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
5995                 resched_task(rq->curr);
5996         }
5997
5998         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
5999
6000         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6001 }
6002
6003 /*
6004  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
6005  * the current task.
6006  */
6007 static void
6008 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
6009 {
6010         if (!p->se.on_rq)
6011                 return;
6012
6013         /*
6014          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
6015          * our priority decreased, or if we are not currently running on
6016          * this runqueue and our priority is higher than the current's
6017          */
6018         if (rq->curr == p) {
6019                 if (p->prio > oldprio)
6020                         resched_task(rq->curr);
6021         } else
6022                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
6023 }
6024
6025 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6026 {
6027         struct sched_entity *se = &p->se;
6028         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6029
6030         /*
6031          * Ensure the task's vruntime is normalized, so that when its
6032          * switched back to the fair class the enqueue_entity(.flags=0) will
6033          * do the right thing.
6034          *
6035          * If it was on_rq, then the dequeue_entity(.flags=0) will already
6036          * have normalized the vruntime, if it was !on_rq, then only when
6037          * the task is sleeping will it still have non-normalized vruntime.
6038          */
6039         if (!se->on_rq && p->state != TASK_RUNNING) {
6040                 /*
6041                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
6042                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
6043                  */
6044                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
6045                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
6046         }
6047
6048 #ifdef CONFIG_SMP
6049         /*
6050         * Remove our load from contribution when we leave sched_fair
6051         * and ensure we don't carry in an old decay_count if we
6052         * switch back.
6053         */
6054         if (se->avg.decay_count) {
6055                 __synchronize_entity_decay(se);
6056                 subtract_blocked_load_contrib(cfs_rq, se->avg.load_avg_contrib);
6057         }
6058 #endif
6059 }
6060
6061 /*
6062  * We switched to the sched_fair class.
6063  */
6064 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
6065 {
6066         if (!p->se.on_rq)
6067                 return;
6068
6069         /*
6070          * We were most likely switched from sched_rt, so
6071          * kick off the schedule if running, otherwise just see
6072          * if we can still preempt the current task.
6073          */
6074         if (rq->curr == p)
6075                 resched_task(rq->curr);
6076         else
6077                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
6078 }
6079
6080 /* Account for a task changing its policy or group.
6081  *
6082  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
6083  * migrates between groups/classes.
6084  */
6085 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
6086 {
6087         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
6088
6089         for_each_sched_entity(se) {
6090                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6091
6092                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6093                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
6094                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
6095         }
6096 }
6097
6098 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
6099 {
6100         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
6101         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
6102 #ifndef CONFIG_64BIT
6103         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
6104 #endif
6105 #ifdef CONFIG_SMP
6106         atomic64_set(&cfs_rq->decay_counter, 1);
6107         atomic_long_set(&cfs_rq->removed_load, 0);
6108 #endif
6109 }
6110
6111 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6112 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p, int on_rq)
6113 {
6114         struct cfs_rq *cfs_rq;
6115         /*
6116          * If the task was not on the rq at the time of this cgroup movement
6117          * it must have been asleep, sleeping tasks keep their ->vruntime
6118          * absolute on their old rq until wakeup (needed for the fair sleeper
6119          * bonus in place_entity()).
6120          *
6121          * If it was on the rq, we've just 'preempted' it, which does convert
6122          * ->vruntime to a relative base.
6123          *
6124          * Make sure both cases convert their relative position when migrating
6125          * to another cgroup's rq. This does somewhat interfere with the
6126          * fair sleeper stuff for the first placement, but who cares.
6127          */
6128         /*
6129          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
6130          * But there are some cases where it has already been normalized:
6131          *
6132          * - Moving a forked child which is waiting for being woken up by
6133          *   wake_up_new_task().
6134          * - Moving a task which has been woken up by try_to_wake_up() and
6135          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
6136          *
6137          * To prevent boost or penalty in the new cfs_rq caused by delta
6138          * min_vruntime between the two cfs_rqs, we skip vruntime adjustment.
6139          */
6140         if (!on_rq && (!p->se.sum_exec_runtime || p->state == TASK_WAKING))
6141                 on_rq = 1;
6142
6143         if (!on_rq)
6144                 p->se.vruntime -= cfs_rq_of(&p->se)->min_vruntime;
6145         set_task_rq(p, task_cpu(p));
6146         if (!on_rq) {
6147                 cfs_rq = cfs_rq_of(&p->se);
6148                 p->se.vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
6149 #ifdef CONFIG_SMP
6150                 /*
6151                  * migrate_task_rq_fair() will have removed our previous
6152                  * contribution, but we must synchronize for ongoing future
6153                  * decay.
6154                  */
6155                 p->se.avg.decay_count = atomic64_read(&cfs_rq->decay_counter);
6156                 cfs_rq->blocked_load_avg += p->se.avg.load_avg_contrib;
6157 #endif
6158         }
6159 }
6160
6161 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
6162 {
6163         int i;
6164
6165         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
6166
6167         for_each_possible_cpu(i) {
6168                 if (tg->cfs_rq)
6169                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
6170                 if (tg->se)
6171                         kfree(tg->se[i]);
6172         }
6173
6174         kfree(tg->cfs_rq);
6175         kfree(tg->se);
6176 }
6177
6178 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
6179 {
6180         struct cfs_rq *cfs_rq;
6181         struct sched_entity *se;
6182         int i;
6183
6184         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
6185         if (!tg->cfs_rq)
6186                 goto err;
6187         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
6188         if (!tg->se)
6189                 goto err;
6190
6191         tg->shares = NICE_0_LOAD;
6192
6193         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
6194
6195         for_each_possible_cpu(i) {
6196                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
6197                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6198                 if (!cfs_rq)
6199                         goto err;
6200
6201                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
6202                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6203                 if (!se)
6204                         goto err_free_rq;
6205
6206                 init_cfs_rq(cfs_rq);
6207                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
6208         }
6209
6210         return 1;
6211
6212 err_free_rq:
6213         kfree(cfs_rq);
6214 err:
6215         return 0;
6216 }
6217
6218 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
6219 {
6220         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6221         unsigned long flags;
6222
6223         /*
6224         * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
6225         * check on_list without danger of it being re-added.
6226         */
6227         if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
6228                 return;
6229
6230         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6231         list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
6232         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6233 }
6234
6235 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
6236                         struct sched_entity *se, int cpu,
6237                         struct sched_entity *parent)
6238 {
6239         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6240
6241         cfs_rq->tg = tg;
6242         cfs_rq->rq = rq;
6243         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
6244
6245         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
6246         tg->se[cpu] = se;
6247
6248         /* se could be NULL for root_task_group */
6249         if (!se)
6250                 return;
6251
6252         if (!parent)
6253                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
6254         else
6255                 se->cfs_rq = parent->my_q;
6256
6257         se->my_q = cfs_rq;
6258         update_load_set(&se->load, 0);
6259         se->parent = parent;
6260 }
6261
6262 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
6263
6264 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
6265 {
6266         int i;
6267         unsigned long flags;
6268
6269         /*
6270          * We can't change the weight of the root cgroup.
6271          */
6272         if (!tg->se[0])
6273                 return -EINVAL;
6274
6275         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
6276
6277         mutex_lock(&shares_mutex);
6278         if (tg->shares == shares)
6279                 goto done;
6280
6281         tg->shares = shares;
6282         for_each_possible_cpu(i) {
6283                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
6284                 struct sched_entity *se;
6285
6286                 se = tg->se[i];
6287                 /* Propagate contribution to hierarchy */
6288                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6289
6290                 /* Possible calls to update_curr() need rq clock */
6291                 update_rq_clock(rq);
6292                 for_each_sched_entity(se)
6293                         update_cfs_shares(group_cfs_rq(se));
6294                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6295         }
6296
6297 done:
6298         mutex_unlock(&shares_mutex);
6299         return 0;
6300 }
6301 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6302
6303 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
6304
6305 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
6306 {
6307         return 1;
6308 }
6309
6310 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu) { }
6311
6312 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6313
6314
6315 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
6316 {
6317         struct sched_entity *se = &task->se;
6318         unsigned int rr_interval = 0;
6319
6320         /*
6321          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
6322          * idle runqueue:
6323          */
6324         if (rq->cfs.load.weight)
6325                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
6326
6327         return rr_interval;
6328 }
6329
6330 /*
6331  * All the scheduling class methods:
6332  */
6333 const struct sched_class fair_sched_class = {
6334         .next                   = &idle_sched_class,
6335         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
6336         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
6337         .yield_task             = yield_task_fair,
6338         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
6339
6340         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
6341
6342         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
6343         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
6344
6345 #ifdef CONFIG_SMP
6346         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
6347         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
6348
6349         .rq_online              = rq_online_fair,
6350         .rq_offline             = rq_offline_fair,
6351
6352         .task_waking            = task_waking_fair,
6353 #endif
6354
6355         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
6356         .task_tick              = task_tick_fair,
6357         .task_fork              = task_fork_fair,
6358
6359         .prio_changed           = prio_changed_fair,
6360         .switched_from          = switched_from_fair,
6361         .switched_to            = switched_to_fair,
6362
6363         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
6364
6365 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6366         .task_move_group        = task_move_group_fair,
6367 #endif
6368 };
6369
6370 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6371 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
6372 {
6373         struct cfs_rq *cfs_rq;
6374
6375         rcu_read_lock();
6376         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
6377                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
6378         rcu_read_unlock();
6379 }
6380 #endif
6381
6382 __init void init_sched_fair_class(void)
6383 {
6384 #ifdef CONFIG_SMP
6385         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
6386
6387 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6388         nohz.next_balance = jiffies;
6389         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
6390         cpu_notifier(sched_ilb_notifier, 0);
6391 #endif
6392 #endif /* SMP */
6393
6394 }